Цифровые фильтры
После проверочного расчета частотных характеристик по формуле 3.10 или 3.13 принимается решение о необходимости повторного расчета.
Схема фильтра с вещественными отводами
Реализация фильтров по схеме на Рис. 3.10, а сопряжена с некоторыми особенностями, обусловленными комплексным характером коэффициентов в отводах. Поэтому на практике получил распространение еще один вариант схемы такого фильтра, отличающийся вещественным характером коэффициентов.
Фильтр с вещественными коэффициентами получается за счет объединения каждой пары отводов с индексами К и (N-K), которая является комплексно-сопряженной по причине комплексно-сопряженной симметрии частотных характеристик фильтра относительно частоты 0,5wд. В результате
(3.15)
где a0k = cos jk, a1k = -bk cos (jk - qk), b1k = -2bk cos qk, b2k = b2k
Схема вещественного отвода, соответствующего (3.15), приведена на Рис. 3.12.
Завершая обсуждение фильтра с частотной выборкой следует отметить еще одно важное качество таких фильтров: в схеме отсутствуют звенья, соответствующие нулевым значениям требуемой АЧХ. В результате, например, схема частотно-селективного фильтра существенно упрощается, сохраняя при этом возможность получения линейной фазы.
Расчет рекурсивных фильтров. Метод билинейного преобразования.
Методы расчета рекурсивных ЦФ можно разделить на прямые и косвенные. Прямые методы предполагают расчет непосредственно рекурсивного ЦФ, косвенные используют в качестве промежуточного этапа расчет аналогового фильтра (АФ).
К числу косвенных методов относится метод билинейного преобразования, основанный на таком преобразовании частот, при котором частотная ось сжимается до конечных размеров. Формула частотного преобразования
или 
где w - реальная частота, т.е. частота проектируемого ЦФ, 
- расчетная частота, т.е. частота вспомогательного АФ, 
, 
- соответствующие комплексные частоты.
На рис. 3.13, а приведен график зависимости расчетной частоты от реальной частоты, на Рис. 3.13, б - пример соответствия кривых АЧХ фильтров АФ и ЦФ.
Связь комплексных переменных вспомогательного АФ и реального ЦФ, т.е. 
и Z определяется равенством
(3.17)
Формула (3.17) получается подстановкой в (3.16) Z = epT. В результате
Перечислим последовательность этапов расчета ЦФ методом билинейного преобразования.
1. Перевести требуемые характеристики и нормы ЦФ в соответствующие требования к АФ, применяя формулу
2. Рассчитать передаточную функцию АФ 
, применяя методы расчета аналоговых фильтров.
3. Определить передаточную функцию ЦФ H(Z) по известной
4. Построить схему ЦФ по H(Z).
5. Выполнить необходимые расчеты по учету эффектов конечной разрядности.
Пример. Рассчитать рекурсивный ЦФ нижних частот методом билинейного преобразования по следующим исходным данным:
ПП ® [0; 200] Гц, перех. область ® [200; 300] Гц, DА = 3 дБ, Аmin = 15 дБ.
Решение
Выбираем fд = 800 Гц.
Контрольные частоты для перевода норм ЦФ в нормы АФ: 0; 200 Гц; 300 Гц.
Расчетная формула для преобразования частот
В результате
f = 0 ® 
® Wн = 0
f = 200 Гц ® 
1600 ® Wн = 1
Немного больше о технологиях >>>
Судьба термоядерного синтеза
Идея
создания термоядерного реактора зародилась в 1950-х годах. Тогда от нее было
решено отказаться, поскольку ученые были не в состоянии решить множество
технических проблем. Прошло несколько десятилетий прежде, чем ученым удалось
«заставить» реактор произвести хоть сколько-ни ...
Нанотехнологии в современных системах вооружения
Не
секрет, что применение высоких технологий в современной военной технике
является залогом успешного ведения боевых действий. Благодаря этому повышается
автономность используемой боевой техники, а также ее эффективность. Уже
существуют автономные разведывательные роботы-самоле ...
