Проектирование цифровых фильтров

цифровой фильтр дискретный квантование

В данной работе рассмотрен пример решения задачи проектирования (расчета параметров) цифрового фильтра по известному аналоговому прототипу.

Постановка задачи:

1. Требуется рассчитать с использованием пакета MATLAB аналоговый эллиптический фильтр нижних частот (Золотарева, Кауэра);

2. Перейти от аналогового прототипа к дискретному фильтру;

. Построить амплитудно-частотную и фазо-частотную характеристики фильтра;

. Определить разрядность при переходе от дискретного фильтра к цифровому (исследовать шумы квантования коэффициентов), коэффициенты представляются в виде чисел с фиксированной запятой;

. Предложить рекомендации по реализации фильтра.

Исходные данные.

Тип фильтра - эллиптический нижних частот.

fc - частота среза фильтра, кГц = 25

fз - частота гарантированного затухания, кГц = 35

А - гарантированное затухание в полосе подавления, дБ = 30

ΔА - неравномерность частотной характеристики в полосе пропускания, дБ = 2

Этапы проектирования

Проектирование фильтра по аналоговому прототипу в нашем случае состоит из следующих основных этапов:

1. Проектирование аналогового прототипа;

2. Переход с помощью билинейного Z-преобразования к дискретному фильтру;

. Выбор структуры дискретного фильтра и расчет его коэффициентов;

. Квантование коэффициентов дискретного фильтра (переход к цифровому фильтру);

. Исследование изменения АЧХ цифрового фильтра по сравнению с дискретным (влияние шумов квантования коэффициентов). При существенных изменениях необходимо либо увеличить разрядность представления коэффициентов, либо ужесточить требования к аналоговому прототипу и повторить расчет.

В основной части данной работы подробно описаны все перечисленные этапы.

• Определение параметров аналогового прототипа
• Определение коэффициентов передаточной функции аналогового фильтра-прототипа
• Переход от аналогового фильтра к дискретному фильтру
• Исследование влияния квантования коэффициентов цифровых фильтров при прямой и каскадной форме реализации
• Прямая форма реализации цифрового фильтра
• Каскадная форма реализации

Лучшие статьи по информатике

Устройство преобразования аналоговых сигналов
Преобразование информации к виду, удобному для использования в различных устройствах, является важной задачей в системах управления. Долгое время предпочтен ...

Таймер на микроконтроллере MSP430F2013
Практически в любой современной электронной технике можно найти микроконтроллеры. Столь широкое применение этих микросхем обусловлено чрезвычайно удачным со ...

Элементная база для построения цифровых систем управления
Микроэлектроника - это комплексная область знаний, объектом изучения и разработки которой являются функционально сложные ИС, их структура, технология, диагн ...