|
|
|
28 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X(I) = X; U= 0; Y= 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
КВАНТОВАНИЕ? |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Y= Y+ H(U) *X(I) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Y= Y+ Q[H(U)*X(I)] |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U= U+ 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U= N? |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I = I +1 |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I = N? |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
||||||
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I = 0 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б)
Рис. 4.14. Окончание
В заключение следует еще раз заметить, что рассмотренные алгоритмы моделирования ЦФ и их граф-схемы могут быть использованы также при программной реализации точных ЦФ и ЦФ с конечной разрядностью чисел.
4.14. ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ КОНЕЧНОЙ РАЗРЯДНОСТИ ЧИСЕЛ
4.14.1.РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ КОНЕЧНОЙ РАЗРЯДНОСТИ ЧИСЕЛ ДЛЯ РЕКУРСИВНОГО ЦИФРОВОГО ФИЛЬТРА
Всоответствии с рассмотренными методами для синтезированного в главе 3 (см. п. 3.2.8) рекурсивного цифрового фильтра рассчитаны масштабные множители, выходные шумы квантования АЦП и произведений, получены отклики фильтра на гармонические сигналы, вычислены статистические оценки шума квантования на выходе фильтра. Расчеты и моделирование выполнены с помощью программы РФ-СИНТЕЗ. Ниже приводятся протокол расчетов и графики, выводимые программой.
Параметры структуры |
ЦФ ---------------- |
- каскадная |
|
|||
Форма |
реализации |
фильтра |
|
|||
Форма |
реализации |
звена |
- |
прямая |
|
|
Способ ограничения |
разрядности - |
усечение |
= 15 бит |
|||
Ограничение разрядности коэффициентов |
||||||
|
|
29 |
--------------- Результаты анализа ЦФ --------------- |
||
---- Масштабные множители фильтра |
= 0.00019219 |
|
Временной ММ |
|
|
Спектральный ММ |
|
= 0.000501605 |
Статистический ММ |
|
= 0.000727275 |
---- Масштабные множители звеньев |
= 0.127662 |
|
Временной ММ |
[01]-го звена |
|
Временной ММ |
[02]-го звена |
= 0.336425 |
Временной ММ |
[03]-го звена |
= 0.105275 |
Временной ММ |
[04]-го звена |
= 1.777546 |
Временной ММ |
[05]-го звена |
= 0.070798 |
Спектральный ММ |
[01]-го звена |
= 0.186660 |
Спектральный ММ |
[02]-го звена |
= 0.382198 |
Спектральный ММ |
[03]-го звена |
= 0.089395 |
Спектральный ММ |
[04]-го звена |
= 2.834861 |
Спектральный ММ |
[05]-го звена |
= 0.089395 |
Статистический ММ [01]-го звена |
= 0.807323 |
|
Статистический ММ [02]-го звена |
= 0.438159 |
|
Статистический ММ [03]-го звена |
= 0.195133 |
|
Статистический ММ [04]-го звена |
= 1.543203 |
|
Статистический ММ [05]-го звена |
= 0.060642 |
|
Выбраный тип масштабирования |
|
|
-масштабирование сигнала на входе каждого звена
-тип ММ - спектральный ММ
---------- Расчет ШК АЦП и произведений |
----------- |
||
Разрядность |
АЦП |
= |
11 бит |
Макс. значение шума АЦП |
= |
0.00393058428 |
|
Дисперсия шума АЦП |
= |
9.20688043E-9 |
|
СКЗ шума АЦП |
произведений |
= |
9.59524905E-5 |
Разрядность |
= |
15 бит |
|
Максимальное значение шума умножителей |
= |
0.00430726832 |
|
Дисперсия шума умножителей |
= |
2.44449647E-9 |
|
СКЗ шума умножителей |
= |
4.94418494E-5 |
|
------------ Параметры моделирования ЦФ |
------------- |
||
---- Параметры канала А |
|
отсутствует |
|
Аддитивный белый шум |
- |
||
Ограничение разрядности АЦП |
= |
11 |
бит |
Ограничение разрядности произведений |
= |
15 |
бит |
---- Параметры канала В |
|
отсутствует |
|
Аддитивный белый шум |
- |
||
Ограничение разрядности АЦП |
= |
16 |
бит |
Ограничение разрядности произведений |
= |
16 |
бит |
------------- Тип входного сигнала Х(n) |
------------- |
||
Тип сигнала - Гармоническое колебание |
= |
1 Вольт |
|
Амплитуда |
|||
Частота |
= |
10000 Гц |
|
Начальная фаза |
= |
0 Градусов |
|
------------ Результаты моделирования |
ЦФ ------------ |
||
Максимальное значение входного сигнала |
|
= 1 |
|
Мощность входного сигнала |
|
|
= 0.5002712 |
СКЗ входного сигнала |
|
|
= 0.7072985 |
Максимальное значение выходного сигнала |
= 1.116302 |
||
Мощность выходного сигнала |
|
|
= 0.4580178 |
СКЗ выходного сигнала |
|
|
= 0.6767702 |
Максимальное значение входного шума |
|
= |
0.0006892182 |
Мощность входного шума |
|
= |
1.300168E-7 |
СКЗ входного шума |
|
= |
0.0003605784 |
Максимальное значение выходного шума |
|
= |
0.005005992 |
Мощность выходного шума |
|
= |
3.254512E-6 |
СКЗ выходного шума |
|
= |
0.001804027 |
30
Частота сигнала 10000 Гц Частота сигнала 7500 Гц
4.14.2. РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ КОНЕЧНОЙ РАЗРЯДНОСТИ ЧИСЕЛ ДЛЯ НЕРЕКУРСИВНОГО ЦИФРОВОГО ФИЛЬТРА
Ниже приводятся полученные с помощью программы НФВФ-СИНТЕЗ результаты решения задач конечной разрядности чисел для НФ, синтезированного в главе 3 (п. 3.3.7) методом весовых функций.
Тип весовой |
функции - Кайзера |
|
|
|
Параметр БЕТА =3,5 |
|
= 321 |
||
Число отсчетов весовой функции |
||||
Ограничение |
разрядности |
коэффициентов |
= 15 бит. (Способ - усечение) |
|
Ограничение |
разрядности |
произведений |
= 15 |
бит. (Способ - усечение) |
Ограничение |
разрядности |
АЦП |
= 11 |
бит. (Способ - усечение) |
........................................ |
|
|||
Временной масштабный множитель |
= 0,42403 |
|||
Спектральный масштабный |
множитель |
= 0,99129 |
||
Статистический масштабный множитель |
= 1,292 |
|
||
.......................................
Максимальное значение шума |
АЦП |
= 0,001151524 |
Дисперсия шума АЦП |
|
= 2,708647E-6 |
СКЗ шума АЦП |
умножителей |
= 0,001645797 |
Максимальное значение шума |
= 0,009796143 |
|
Дисперсия шума умножителей |
|
= 2,491288E-8 |
СКЗ шума умножителей |
|
= 0,0001578381 |
.......................................
:::::::::::::::::::: Входной сигнал ::::::::::::::::::::
Тип сигнала - Гармоническое колебание |
= 1 |
Вольт |
|
Амплитуда |
|||
Частота |
= |
10000 Гц |
|
Начальная фаза |
= |
0 |
Градусов |
Белый шум отсутствует
::::::::::::::: Результаты моделирования :::::::::::::::
Максимальное |
значение |
входного сигнала |
= 0,8467242 |
Мощность входного сигнала |
= 0,2491902 |
||
СКЗ входного |
сигнала |
|
= 0,4991895 |
Максимальное |
значение |
выходного сигнала |
= 1,077576 |
Мощность выходного сигнала |
= 0,3492659 |
||
СКЗ выходного сигнала |
|
= 0,5909873 |
|
Максимальное |
значение |
входного шума |
= 0,0004429269 |
Мощность входного шума |
|
= 4,875648E-8 |
|
СКЗ входного |
шума |
|
= 0,0002208087 |