Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

111

.docx
Скачиваний:
5
Добавлен:
11.06.2019
Размер:
17.98 Кб
Скачать

Одной из основных проблем на протяжении многих лет в микросхемах было потребление энергии, поскольку это часто является ограничивающим фактором при проектировании схем на основе КМОП. Например, в таких от-раслях, как беспроводная связь, пропускная способность и энергопотребление являются критическими элементами. Для цифровых фильтров основное по-требление энергии происходит из-за арифметических операций, таких как умножения, сложения и / или вычитания. Умножения потребляют значитель-ную часть общей мощности; Потребление энергии, конечно же, также уве-личивается с увеличением частоты дискретизации. Снижение энергопотребле-ния означает разработку вычислительно эффективных структур фильтров, а также методов их проектирования.

Точность фазы систем типа КИХ III и IV типа является большим плюсом для их использования в преобразователях Гильберта. Кроме того, в то время как преобразователи Гильберта с БИХ могут быть нестабильными, и увстви-тельными к ошибке округления в своих коэффициентах, КИХ-фильтры имеют гарантированную стабильность, менее чувствительны к округлению коэффици-ентов, и это округление не влияет на их фазовую характеристику. Из-за этого часто используются преобразователи Гильберта с КИХ

оставшихся коэффициентов, ℎ̃(𝑛), на (𝑗)–𝑛 . В результате этого действия полу-чается преобразователь Гильберта с нечетной длиной и усилением в полосе пропускания, равным 0,5. Следовательно, преобразователь Гильберта с унитар-ным усилением будет получен путем масштабирования всех коэффициентов на 2. Это показано на рисунке 8. Передаточная функция преобразователя Гильбер-та, приведенная в терминах передаточной функции полуполосного фильтра, равна

Преобразователи Гильберта, разработанные из полуполосных фильтров, имеют нечетную длину. В этих случаях существует коэффициент нулевого зна-чения между каждым коэффициентом его импульсной характеристики. Таким образом, преобразователь Гильберта с четной длиной можно получить, исклю-чив эти нулевые коэффициенты.

Известно, что сложность цифровых фильтров КИХ возрастает в обратной пропорции с шириной полосы перехода. Простой пример в подразделе 2.1 был приведен для случая преобразователя Гильберта с небольшой пульсацией и полосой пропускания. Для эффективной разработки КИХ-фильтров со строги-ми спецификациями было разработано несколько эффективных методов, так что результирующий фильтр выполняет требуемую спецификацию с меньшей сложностью, чем прямой проект, полученный с помощью алгоритма Паркс-Макклеллана. Однако для преобразователей Гильберта эти методы были специ-ально адаптированы, поскольку фильтрация преобразования Гильберта облада-ет особыми характеристиками, как мы видели в разделе 2. Прежде чем присту-пить к рассмотрению специальных методов проектирования КИХ-преобразователей Гильберта с низкой сложностью, мы кратко представим в этом разделе, в этом разделе приведены общие методы. Этими методами явля-ются маскировка частотной характеристики(МЧХ), преобразование часто-ты(ПЧ) и кусочно-полиномиальная синусоида(КПС).

Ранее было упомянуто, что для создания низкосложных КИХ-преобразователей Гильберта со строгими спецификациями требуются специ-альные эффективные методы. Далее рассмотрим наиболее представительные и полезные методы, основанные на методах, пересмотренных в предыдущем раз-деле.

Далее представляется простой пример создания эффективного преобразо-вателя Гильберта с КИХ с жесткими спецификациями, основанными на мето-дике МЧХ. Подход, представленный в этом примере, следует процедуре, осно-ванной на четырех шагах для разработки полуполосного фильтра по правилам фильтров 𝐴(𝑧), 𝐵(𝑧) и 𝐶(𝑧).

Преобразователь Гильберта получен с использованием (64). Поскольку этот подход не требует одновременной оптимизации для всех фильтров, он прост и понятен. Кроме того, чувствительность к округленным коэффициентам меньше, поскольку каждый фильтр разработан отдельно

Метод частотного преобразования (ЧП), разработанный в для проек-тирования КИХ- преобразователей Гильберта, позволяет проектировать КИХ-преобразователи Гильберта, используя каскадное соединение с резьбовым со-единением повторяющихся простых базовых строительных блоков, состоящих из двух идентичных подфильтров. Для этого требуются два простых фильтра, а именно фильтр-прототип и подфильтр. Количество использованных подфиль-тров, а также коэффициенты, используемые между каждым каскадным под-фильтром, зависят от фильтра-прототипа

Cложность подфильтра зависит, почти исключительно, от его пропускной способности, так как его спецификация пульсаций значительно ослаблена. Аналогично, фильтр-прототип является фильтром низкой сложности, посколь-ку, хотя его требования к пульсациям строги, его пропускная способность ослаблена. Смягченные требования к пульсациям подфильтра делает его под-ходящим для реализации в виде простой, без множественной системы с округ-ленными коэффициентами .Кроме того, в было отмечено, что повтор-ного использования идентичных подфильтров можно избежать, используя ме-тод ПЧ, который был введен в подраздел