Цифровые комплексные фильтры на идентичных звеньях

• Автор: Акар Мьо
• Шифр специальности: 05.12.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 170 с. : ил.

Аннотация
Диссертация посвещена разработке методов расчета Цифровых комплексных фильтров на идентичных звеньях.
Использование идентичных звеньев позволяет упростить расчет структурной схемы фильтра и дает возможность обеспечить перестройку центральной частоты полосового или режекторного цифрового фильтра путем синхроного изменения прараметров идентичных звеньев.
В диссертации предложен использовать для построения комплексных фильтров базовые звенья специального вида, названные и комплексной задержкой. Это позволяет упростить расчет комплексных БИХ и КИХ фильтров и обеспечить перестройку по частоте путем изменения двух коэффицентов в базовых звеньях.
Предложенные методики расчет подкреплены большим количеством параметров.
Содержание
Введение
1. Проектирование цифровых БИХ-фильтров на идентичных звеньях
1.1. Общая методика
1.2. Последовательная структурная схема
1.3. Параллельная структурная схема
1.4. Каноническая структурная схема
1.5. Использование звеньев специального вида
2. Цифровые комплексные БИХ фильтры на идентичных звеньях
2.1. Общие сведения о комплексных фильтрах
2.2. Метод смещения частотной характеристики дискретного ФНЧ
2.3. Комплексные полосовые цифровые фильтры на идентичных звеньях
2.4. Комплексные режекторные цифровые фильтры на идентичных звеньях
2.5. Методика проектирования комплексных фильтров на базе звеньев специального вида
3. Цифровые комплексные КИХ фильтры
3.1. Метод разложения частотной характеристики в ряд Фурье
3.1.1. Полосовой комплексный фильтр с симметричной АЧХ
3.1.2. Полосовой комплексный фильтр с несимметричной АЧХ
3.1.3. Режекторные комплексные КИХ фильтры с симметричной АЧХ
3.1.4. Режекторные комплексные КИХ фильтры с несимметричной АЧХ
3.2. Метод комплексной задержки
Заключение
Список литературы
Приложение
Приложение

Введение
Современные радиоприемные устройства различного назначения широко используют цифровую обработку сигналов. Цифровые фильтры используются для обеспечения избирательности в радиоприемных устройствах (РПУ), входящих в состав различных радиотехнических систем. Частоты, на которых в настоящее время могут работать такие фильтры, достигают сотен мегагерц. Методы расчета цифровых фильтров интенсивно разрабатывались в течение последних десятилетий и отражены в работах Голда Б., Митры С., Рабинера Л., Шафера А., Гольденберга Л.М., Матюшкина Б.Д., Поляка M.IL, Витязева Р.В., Степашкипа В.В., Мизина И.А. и многих других.
Можно выделить отдельное направление исследований, связанное с использованием идентичных звеньев при построении цифровых фильтров. Это направление базируется на работах Гребенко Ю.А., Савкова H.H., Семкина A.A. Использование идентичных звеньев упрощает реализацию цифровых фильтров в виде микросхемы или на базе программируемой логической интегральной схемы (ПЛИС), обеспечивая удобную перестройку параметров фильтров высокого порядка (полосы, центральной частоты) при сохранении формы АЧХ.
В современных РПУ часто применяется, квадратурная обработка сигнала, предполагающая использование квадратурных преобразователей частоты при переносе спектра на промежуточную частоту. Комплексный аналоговый сигнал с выхода такого преобразователя, после аналого-цифрового преобразования превращается в комплексный цифровой сигнал, для фильтрации которого необходимо использовать комплексный'цифровой, полосовой фильтр. Комплексный цифровой полосовой фильтр не только

Пример 1.1. ФНЧ Баттерворта третьего порядка
Считаем, что коэффициенты НЧ-прототипа сомножителя первого и второго порядка известны и рассчитаем параметры структурной схемы звена первого порядка для ФНЧ. Исходные данные:
Граничная частота полосы пропускания цифрового ФНЧ 1-0.1.
Определяем в соотвествии с методом ОБП параметр у = (1ап( тгиЧ))'
По формулам (1.20) и (1.21) рассчитаем коэффициенты структурной схемы, реализующей сомножитель первого и второго порядка XI0 = 0.245 XII = 0.245 811 = -0.
Х20 = 0.074 Х21 = 0.148 Х22 = 0.074 821 = -1.251 822 = 0.
Передаточные функции звеньев первого и второго порядка имеют следующий вид:
а = 1,о11 = 0,610 = 1,611 = 1 а20 = 1,а21 = 0,а22 = 0,620 = 1,621 = 1,622 =
ТЦК) =
0.245 +0.245г'1 1-0.51г'
0.074 + 0.148г'1+0.074г"
1 2 (Л.) =
1 — 1.251г +0.546г
Используя обобщенную последовательную структурную схему на трех базовых звеньях (рис. 1.4) составим структурную схему рассчитанного ФНЧ. Она показана на рис. 1.16.