Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов (2002) (1095939), страница 69
Текст из файла (страница 69)
Число точек сетки равно бепз*(л+1). По умолчанию используется зцачение бепз 20; (3 Ь0 — начальное приближение для числителя функции передачи фильтра; а а0 — начальное приближение для знаменателя функции передачи фильтра; Ы сэц — дополнительное смещение групповой задержки, используемое функцией 1(гдгрбе1 ау для того, чтобы сделать заданную групповую задержку неотрицательной на всех частотах (всепропускаюшие фильтры могут иметь только положительную групповую задержку).
По умолчанито сав - вах(дб). 367 Синтез дискретных фильтров в МАТСАВ Результатами работы функций являются векторы о и а коэффициентов полиномов числителя и знаменателя функции передачи фильтра, а также достигнутое минимальное значение р-нормы ошибки егг. Функция 1тгогрбе!ау может также возврашать дополнительное смешение групповой задержки ьзв, использованное при синтезе, Графическая среда для синтеза и анализа фильтров ,":,рта;..~ф~1,~~"»Р:",.~фф~~фй,.Ф'-;;Ф~1,:Е;..:-:;.:~~.","::",,'~.'.„-",.,~~.~ х„ ,~ге '~~)д, ';~~~',%~1!Ф 1,х! !тф,"~!",,'~ ".х ~-„дф$гггвф' ", аят.,:: ква!йккейвкзо,, 'В Рис. 6.13. Интерфейс программы театро) В пакете Я1япа! РгосеЫпд имеется две графических среды, позволив>ших рассчитывать и анализировать дискретные фильтры.
Это новая среда ЕРАТоо! (Р1!гег Пез1яп о" Апа1угйз Тоо1) и блок работы с фильтрами, входящий в более старую универсальную среду ВРТоо!. В программе ЕРАТоо! поддерживается больше методов синтеза; пожалуй, единственная возможность, имеюшаяся в ЯРТоо! н отсутствующая в РГТАТоо!, — это ручное графическое редактирование расположения нулей и полюсов функции передачи фильтра. Далее в атой главе описываются возможности графического интерфейса РРАТоо1. Краткий обзор средств программы БРТоо! буде~ приведен в приложении Г.
Для запуска программы расчета фильтров необходимо набрать ее имя в командной строке МАТ!.АВ; >> тодго01 После етого появится окно программы, показанное на рис. 6.13. З68 Глава 6, Проектирование дискретных фильтров Большая часть команд меню программы йвтоо) дублирует действия, выполняемые с помощью элементов графического интерфейса, поэтому отдельно обсуждать структуру меню мы не будем. Однако следует отметить, что многим операциям сопоставлены клавиатурные комбинации, узнать которые можно, заглянув именно в меню. Расчет фильтра Расчет фильтра начинается с задания требуемых параметров на вкладке йещп РИ1ег (см.
рис. 6.13). Тлп синтезируемой АЧХ выбирается с помощью переключателя йиег туре. Возможны следующие варианты: ~лччравв (Фнч), н~иправв (ФВч), Вапоравв (полосовой фильтр), ВаповГор (режекторный фильтр). Выбор пятого, самого нижнего, положения переключателя позволяет использовать раскрывающийся список, в котором перечислены более сложные варнантьс ОИтегепвашг (дифференцирующий фильтр), НИЬеП Тгапв1оппег (преобразователь Гильберта), МЩИЬапд (многополосный фильтр), АгЬИгагу Мапплиое (произвольная АЧХ) и Агьйгагу Огоир Ре!ау (произвольная групповая задержка). Выбрав категорию синтезируемой АЧХ, следует выбрать тип синтезируемого фильтра, установив переключатель, расположенный в разделе Сев!ип МеВоо, в положение Ий (рекурсивный) или Нй (нерскурсивный).
Каждому положению переключателя соответствует список возможных методов синтеза. Состав этого списка меняется в зависимости от выбранного типа АЧХ. Например, при синтезе фильтра с проиавольной зависимостью групповой задержки от частоты (АгЬйпагу бгоир Се!ау) переключатель автоматически установится в положение Ий, а в списке будет доступен всего один метод — метод минимизации р-нормы опшбки (Сопэ1га~пео 'ьеав1 РФ Нога). В случае синтеза АЧХ четырех простейших типов набор возможных методов синтеза зна гительно шире: О перекурсиепые фильтры (Нй). Здесь доступны следующие методы: О Ецепрр!е — синтез фильтров с равномерными пульсациями АЧХ методом Ремеза; О ЬеавЬВПпагез — минимизация среднеквадратического отклонения АЧХ от заданной; О чйппоп — синтез с использованием весовых функций (окон); С3 рекурсивные фильтры (Ий).
Здесь доступны четыре варианта синтеза по различным аналоговым прототипам методом билинейного;-преобразования: О ВилеппоПП вЂ” синтез фильтра Баттерворта; О СлеЬувлеч Туре! — синтез фильтра Чебышева первого рода; О спеьувпеч туре и — синтез фильтра чебышева второго рода; О Еарвс — синтез эллиптического фильтра. ЗАМЕЧАНИЕ Набор доступных методов синтеза зависит от того, установлен ли пакет Ейгег Семка. Далее необходимо выбрать порядок фильтра в разделе ййег СгИег. Во многих случаях помимо явною указания порядка в поле ввода Вреслу огоег возможен 369 Синтез дискретных фильтров в МАТСАВ автоматический выбор порядка путем установки переключателя в гюложенис Мй1гпигп огбег.
Наконец, необходимо задать числовые параметры этой АЧХ в разделах ргециепсу Зресйсайопз и Мацпйибе Зресйсайопв (при выборе типа АЧХ из дополссительного раскрываюсцегося списка эти два раздела объединяются под общим названием Ргециепсу апб Мацпйцбе Зресйсайопз). Содержимое этих областей окна меняется в зависимости от выбранного типа АЧХ. На рис.
6.13 показаны поля ввода параметров, соответствующие синтезу ФНЧ. При заполнении полей ввода можно ссылаться на переменные, существующие в данный момент в рабочей области памяти МАТ1.АВ. ЗАМЕЧАНИЕ Подробное описание способов задания разнообразных АЧХ вы можете найти в разделах этой главы, посвященных функциям синтеза фильтров, Параметры, задаваемые в Ыасоо!, как правило, передаютея в фупкпщо, реализуюспую выбранный метод синтеза, без дополнительных преобразований. Числовые параметры, которые необходимо задать, иллюстрируются графиком, выводимым в разделе г!!Сег Зресйсайопж Вид этого графика также меняется в зависимости от выбранного типа АЧХ, на рис.
6.13 он соответствует синтезу ФНЧ. Выбрав метод синтеза и задав характеристики фильтра, щелкните ца расположенной в нижней части окна кнопке Оев1цп Рйег, Программа Матов! вызовет нужную функцию синтеза, передав ей указанные вамп спецификации фильтра. ЗАМЕЧАНИЕ Если установлен пакет г11сег Вез!яп, в программе (с!асов! можно установить флажок Твгп с!паис!гас!оп оп, чтобы сделать доступной вклэлку Бес Яиапссгас!оп Рэгапсесегз, позволяющую задавать параметры квантования коэффициентов фильтра. Об эффектах квантования и об использовании этой вкладки речь пойдет далее, в главе 7, Просмотр характеристик фильтра После выполнения расчета фильтра в разделе Сиггепг г!!Сег 1псогпзайоп окна программы 1басоо! появится информация о завершении вычислений (зоогсе: 0ев1цпеб). Теперь можно просматривать характеристики получившегося фильтра, чтобы проверить, соответствует ли он нашим требованиям.
Выбор графика для просмотра производится с помощью кнопок панели инструментов, показанных на рис. 6.14, или следуюших команд меню Апа!ув!з: Е) Ейег Зресйсасюпз — вывод графика, поясняющего задание параметров АЧХ; 13 Мацпйибе гСезропзе — вывод графика АЧХ; 13 Рссаве гсезропае — вывод графика ФЧХ; ь) Мацпйибе апб Р!сазе — одновременный вывод графиков АЧХ и ФЧХ; Е! 6гоцр 0е1ау — вывод графика частотной зависимости групповой задержки; П !!при!зе гСевропзе — вывод графика импульсной характеристики; З7О Глава 8.
Проектирование диокретных фильтров 0 Зсер йезропзе — вывод графика переходной характеристики; О Ро!е/сего Р!о1 — вывод графика расположения нулей и полюсов па;-плоскостп; ~2 т!!ечг е!!1ег соегйс!епсз — просмотр коэффициентов фильтра. Выводилгое здесь представление фильтра зависит от выбранной формы рсализашш (см. далсе). Марпячее йевропве Оговор !Зе!ау Ро!в/сего Р!о! Ежег Соеас!ел!в ! ! Ф,"гС! - ' Б Ь): ! Згер йевропве Еаег Зрежпсагюпв ~ ! Я!ППБ Рьаве йевропве мавр!!нее апо Рпаве йевропве !глрч!ве йевропве Рис.
6.14. Панель инструментов программы Ыагоо! Когда на экран выведен какой-либо из графиков, можно использовать кнопки Еоогп !и и Еоогп ОиС панели инструментов для управления масштабом отображения. Щелкнув на кнопке Еоогп !и, нужно затем шелкнуть в той точке графика, которая должна оказаться в центре увеличенного изображения. При включенном режиме Еоогп Оос щелчок на точке графика аналогичным образом уменьшает масштаб отображения. Правая кнопка мыши в этих двух режимах выполняет противоположное действие (в режиме соопг !и уменьшает масштаб, в режиме Еоогп Оо!— увеличивает).
Сохранение результатов работы 2 ччогхзрасе — данные передаются непосредственно в рабочую область памяти МАТ1.АВ; Е! Техьй!е — коэффициенты фильтра записываются в текстовый файл. Формат этого файла совпадает с форматом представления информации о коэффициентах фильтра в окне программы Гг!аСоо1; П МАТ4!!е — информация о фильтре сохраняется в виде МАТ-файла, который затем можно будет загрузить в МАТ1.АВ командой 1оаг1, Чтобы сохранить результаты текущего сеанса работы с программой гоэсоо1, шелкните на кнопке Заче зезз!оп панели инструментов нли воспользуйтесь одноименной командой меню Е!!е. В этом меню есть также команда Заче зезз!оп Аз, позволяюгцая сохранить сеанс под новым именем, Файлы сохраненных сеансов работы имеют расширение 1с!а.
Загрузить сохраненный сеанс можно с помошью кнопки Орел Зезз!оп панели инструлгептов или одноименной команды меню Н!е. Разумеется, ценность программы Тг!аСоо1 была бы невелика, если бы в ней не было средств экспорта коэффициентов рассчитанного фильтра для использования в МАТ1.АВ или других программах. Экспорт описания фильтра производится с помощью команды ехрог1 меню еке или комоинации клавиш с1г!ее, после выбора команды появляется окно экспорта, показанное на рис.
б.15. Раскрывающийся список ЕхрогС То позволяет выбрать способ экспорта: З71 Синтез дискретных фильтров в Мдтьдв Рис. 6.16. Окно экспорта описания фильтра В разделе Чаг!а!з!е !чаптев задаются имена переменных лля хранения векторов и матриц, описывающих фильтр. Состав полей ввода зависит от формы реализации фильтра (см. палее). При записи информапгш в текстовьгй файл эти поля эвола нелоступны. При экспорте в рабочую область памяти МАТЮКАВ лоступен также флажок Очегччг!1е ех!З1!пп чаг!аЫеэ. Если он установлен, то прн наличии в памяти МАТЕАВ переменных, имена которых совпалают с теми, что указаны в окне экспорта, их значения булут заменены новыми. Если флажок снят, то попытка экспортировать ланные в уже существующую переменную вызовет появление сообщения об ошибке.
Задав все необхолимые параметры, щелкните на кнопке ОК для выполнения экспорта лацных. При экспорте в файл будет запрошено имя создаваемого файла. Импорт описания фильтра Программу Тг!ассс1 можно использовать не только для расчета фильтров с заданными параметрами, но и лля анализа характеристик уже рассчггганных фи.тьтров. Для этого используется режим импорта описания фильтра, выбираемый с помощью команды !гпрог1 Е!!1ег меню Е!!1ег. При включении этого режима вклалка Оеэ!пп Е!пег заменяется на вклалку !гпрог1 и!1ег, показанную на рнс.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
