rtc_tut_01 (557476), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Для перехода к просмотру характеристик удобно вывести на экран специальное окно просмотра путем нажатия кнопки Ги11 Ъ'1еж Апа1уяз панели инструментов. 8 3 Экспо и импо т описания иль а Выберите команду Ехрог1 меню Е11е (<СМ>+Е). В появившемся окне экспорта укажите область, куда будут переданы коэффициенты фильтра (Ч~огКзрасе — рабочая область Ма11.аЬ, Тех1-Яе — текстовый файл, МАТ-111е— МАТ-файл, который затем можно загрузить в Ма11.аЬ командой 1оас1).
Задайте имена переменных для записи векторов коэффициентов числителя (Кшпега1ог) и знаменателя (Вепопппа1ог) передаточной функции (по умолчанию Млп и Реп). Если фильтр имеет каскадную структуру (зесопдотйег-зес11опз), то экспортируется матрица БОЯ и коэффициент усиления О. Изменить структуру фильтра можно щелкнув по кнопке Сон~ его %гасите и далее произведя выбор из списка (в версии Май.аЬ б.1). В версии Май.аЬ б.5 изменение структуры осуществляется путем выбора соответствующей команды в меню Ей1. Если в рабочей области Ма11.аЬ уже есть переменные с указанными именами, то установите флажок Осегкп1е ехЬйщ ~апаЬ1ез, чтобы их значения были заменены новыми.
Щелкните по кнопке Арр1у. При экспорте в файл будет запрошено имя файла. Если программу Яа1оо1 нужно использовать не для расчета, а только для анализа характеристик фильтра, в том числе для анализа их изменения при квантовании коэффициентов и переменных фильтра, то применяется процедура импорта описания фильтра. Выберите команду 1трог1 Г111ег (<СМ>+ 1) меню Е111ег (в версии Ма11.аЬ 6.1) или меню Е11е (в версии Ма11.аЬ б.5). Вкладка Реяуп ГЙ1ег окна программы Яа1оо1 будет заменена на вкладку 1трог1 Г111ег. Укажите тип структуры (Г111ег ЯгпсШге), выбрав нужную строку в раскрывающемся списке. В полях ввода укажите коэффициенты числителя и знаменателя передаточной функции фильтра.
Список заключается в квадратные скобки, значения коэффициентов разделяются пробелами. Например, если передаточная функция имеет вид 0.2 — 0.42к +0.05к К(к)— 1+ 0.18к — 0.24к + 0.081к то в поле Мыпега1ог следует ввести [0.2 — 0.42 0.05], а в поле Репопппа1ог [1 0.18 — 0.24 0.081]. В поле Яатр1шя Ггепиепсу введите частоту дискретизации Гз, указав единицу измерения в поле Ппйз. Если векторы коэффициентов фильтра Ь и а, а также частота дискретизации Гз уже существуют в рабочей области Ма11.аЬ, то вместо ввода численных значений в соответствующих полях ввода нужно просто указать имена переменных.
Щелкните по кнопке 1трог1 Г111ег. Далее можно просматривать характеристики фильтра. Для возврата в режим расчета фильтров используется команда Реярт Г111ег меню Грег (в версии Ма11.аЬ б.1) или кнопка с тем же названием, расположенная в вертикальном ряду кнопок у левой границы окна (в версии Май.аЬ 6.5). 9. Исследование влияния квантования сигналов и коэффициентов фильтра на характеристики фильтра 9 1 Влияние квантования коэ и ентов на АЧХ и гие ха акте истики а также на стойчивость иль а Округление коэффициентов Ь и а передаточной функции цифрового фильтра, т.е.
представление их числами с ограниченным количеством двоичных разрядов, приводит к искажению частотных и временных характеристик фильтров. Искажения могут быть как незначительными, так и более существенными. При проектировании цифровых фильтров желательно установить, какова минимально допустимая разрядность представления коэффициентов фильтра, при которой характеристики не выходят за пределы заданных полей допусков, а дисперсия шума квантования при обработке какого-либо цифрового сигнала данным фильтром не превышает допустимой величины. Если коэффициенты и переменные фильтра представлены числами с меньшим количеством двоичных разрядов, то достигается экономия памяти и повышается быстродействие фильтра, поэтому нахождение наименьшей разрядности — весьма важная задача.
Для исследования эффектов квантования можно использовать программу Яа1оо1, речь о которой уже шла в разделе 8. Вызовите программу Яа1оо1: »Ыа1оо! Произведите расчет фильтра или импортируйте его описание (см. разд. 8). Установите флажок Тпгп с1папбка1юп оп в поле ®ип6ка6оп, расположенном в левой верхней части окна (в версии Ма11.аЬ б.1) или нажмите соответствующую кнопку на панели инструментов (в версии Ма11.аЬ б.5).
Перейдите на вкладку Яе1 с1пап1ыа11оп рагате1егз (в нижней части окна). Задайте нужную структуру, щелкнув по кнопке Сон~ его з1гпсШге, -24- расположенной в поле Сштеп1 Г111ег 1п1огша1юп, и далее произведя выбор из раскрывающегося списка (в версии Ма11аЬ б.1), или задайте команды Сопт его %гасите, Сон~ его 1о Яесопй-Отс1ег Яес11опз или Сопъег1 1о Ящ1е Яес11оп меню ЕсИ (в версии Ма11.аЬ б.5). Возможно исследование структур: РЫес1 Гогш 1 (прямая), РЫес1 Гогш 11 (каноническая), РЫес1 Гогш 1 1гапзрояей (транспонированная каноническая), ВЫес1 Гогш 11 1гапзрозей (транспонированная прямая), Яесопй-отйег зесйопз (каскадная). В правой части раздела Яе1 (~пап1ыа11оп Рагате1егз приведен набор параметров квантователей, которые используются программой.
Изменять нужно только значение в поле Гогша1 строки Соешс1еп1 (Сопъег1 соешс1еп1 1о) (первая строка, последний столбец). Здесь задается формат двоичного представления коэффициентов фильтра. Например, формат [16 15] означает, что всего разрядов 1б, а 15 из них отводится под представление дробной части (нужно учесть, что старший разряд — знаковый). Такой формат применим, если коэффициенты представлены в нормализованной форме (их модули не превышают единицы). Просмотрите список коэффициентов, нажав кнопку [Ь а] панели инструментов, расположенной в верхней части окна, и оцените, сколько двоичных разрядов нужно отводить на представление целой части (с учетом знакового), чтобы правильно представить целую часть коэффициента с наибольшим модулем.
Последовательно изменяйте формат, уменьшая количество разрядов (разность между первым и вторым числами формата должна при этом сохраняться неизменной). Для изменения формата подведите курсор мыши к полю ввода (курсор преобразуется в вертикальную черту) и нажмите левую кнопку мыши.
Затем, используя клавишу + — и цифровые клавиши, введите новые значения чисел формата. После ввода щелкните левой кнопкой мыши вне таблицы параметров квантователей, чтобы активизировать кнопку Арр1у. Щелкните по кнопке Арр1у. Просмотрите характеристики фильтра, нажимая соответствующие кнопки панели инструментов.
Выводятся сразу две характеристики: исходная (Б.еГегепсе) и полученная в результате квантования Япап1ыеф Просмотрев критические участки АЧХ в укрупненном масштабе (используйте кнопки изменения масштаба гроот 1п и Хоота Оп1), определите, не выходит ли АЧХ за пределы заданного поля допусков. Если АЧХ еще удовлетворяет требованиям, продолжите изменение формата представления коэффициентов. В результате анализа найдите, при каком наименьшем количестве двоичных разрядов АЧХ еще удовлетворяет предъявляемым к ней требованиям. Посмотрите, как изменяется диаграмма полюсов и нулей, какими стали коэффициенты фильтра. Интересно пронаблюдать и изменения других характеристик (ФЧХ, импульсной, переходной, группового времени запаздывания).
Проведите исследование для различных структур, в том числе и для каскадной. Укажите, для какой структуры разрядность коэффициентов наименьшая. -25- Если при уменьшении формата каждый раз на единицу характеристики меняются незначительно, используйте более эффективные процедуры, например, метод дихотомии. Так после формата [1б 15] задайте формат [8 7]. Если АЧХ укладывается в поле допусков, перейдите к формату [4 3], а если не укладывается, к формату [12 11], и т.д., пока не будет найден формат с минимально допустимым количеством двоичных разрядов. При малой разрядности коэффициентов возможна потеря устойчивости фильтра, вследствие того что модули некоторых полюсов из-за округления могут превысить единицу (в особенности тех из них, которые, обладая высокой добротностью, располагаются близко к единичной окружности).
Информация об устойчивости или неустойчивости фильтра заносится в раздел Сштеп1 Г111ег 1п1огша11оп основного окна Яа1оо1 (ЯаЫе: Уез или ЯаЫе: Мо). Проводя исследование эффектов квантования, следует отмечать, сохраняет ли фильтр устойчивость при последовательном уменьшении разрядности его коэффициентов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
