hhis16 (558081), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Гакой фильтр можно рассматривать как фильтр с обратной связью Он имеет призу.'шивае название рекурсивный фильтр (или с бесконечной импульсной характеристикой) в противоположность рассмотренному выше нерекурсивному (с конечной импульсной характеристикой) филыру. Можно, например, сформировать выходной сигнал в соответствии со следуюшнм выражением: 1,=Аг; х+(1 — А)х, Это соохвезствуех низкочастотной харакгерисзпке. эквивалентной той.
козорой облалает простой низкочастотный ЯС- фильтр А=с '-и', гле г„„„— интервал времени между последова.ельными выборками х, из вхолного сигнала. Эта ситуация. конечно, не является ндентнчнои сизуации с аналоговым ни хкгхчастозным фильтром, раба.гаюшим с аналоговым сигналам, па причине дискретной природы отсчетов Пример НЧ-фильтра. В качестве шсловога примера предположим чга вам гре буется озфилыравать ряз числовых значений, соответствующих сигналу с затуханием 3 дБ на частоте г",„,, = 1'20г,с Та.
ким образом. постоянная времени соозветствует интервалу времени 20 послеловательных атс'сетон. В этом случае А = 0.95123, а выходной сигнал определяется па выражению у, = 0.95123у, ...; — 0,04897 С увеличением настоянная времени относительно времени между отсчетами Рис. 992 Рвкурсиввыи фильтр ив коммутируемых коилсххсвэ орах гьм приближение к реальному НЧ-фильтру улучшается.
Для обработки данных уже представленных в виде дискретных отсчетов, как, например, массив данных в компьютере, вы, возможно, предпочтете использовать такой фильтр. Рекурсивный фильтр при этом будет реализовываться с помошью однократного прохода по данным с тривиальной арифметической обработкой. Программа НЧ-фильтра на языке Фортран будез выглялеть следуюшим образом: А = ехр( — ТЯгТС) В=1.— А )УО 101 = 2,лх 10ХЛ) = А*Х(( — !) В.ХД где Х -матрица данных, ТБ - инхервал времени между' огсчехами Н е. ТБ = ! гм,)., а ТС - выбранная постоянная времени фильтра Эта маленькая программа осухцествляез фильтрапию на мели -, з е анц замепяс: первоначальныс 'анныс охфидьтраванными.
Можно, конечна„ создавал ь из отфизы рованных ланных оз лельньхй массив НЧ-фгьзьтр с коммутацией. Таков же филь. Р можно построить аппаратным пу. зсьх нсгхальзуя схг„мт. пстка цнпгцнз на Рис 9.92 Ключи иа палевых транзисторах 5. н 5 коммутирун з ся с некоторой тактовая часхатай.периодически заряжая конденсатор С, ла входного напряжения и затем пеРедаваа ега заРЯл иа конденсатор Сг. Если г - нмеез напряжение (,.
а Г., заряжаезся до вхолноха уровня С, га прн полхэпачении С, к г, напряжение на абаях канленса горах булез апредсляз ься саа хаошением (т' = (С,бг, -: С,,Н„Р(Сх Сх). чга эквивалентна рассмотренному ранее рекурсивному фильтру при .15 = С,.г(С, + С ) у., + Сх (С, + С ) Приравнивая эти коэффициенты к зад ному ранее значению А, получим эз Б (! 2гг) ~ !п(С~ + Сх)(Сх Уирижиеихм 9.8.
Поквжнтс. вто этот результат црввилси Этот фильтр практичен во всех отношениях и обладает одной привлекательной особенностью-электронной настройкой посредством тактовой частоты 3 ,. В обычных схемах используются КМОП- ключи, а емкость С, берется много больше С . Поэтому сигнал переключения должен быть несиммезричным и большую часть времени гратить на замыкание ох Приведенная схема представляет собой прасзой пример фнльихра с коммутацией; в этоз класс филшров входят фильтры, выполненные на матрицах коммутируемых конденсаторов. Они имею.х периодическую частотную характеристику, что делает их удобными шш использования в качестве гребенчатых и узкополосвьгх режекторных филю ров.
Дпя всех фильтров классического типа (Баттерворта, Чебышева и г.п.) можно построить их приближенные лискретные аналохи в форме ВЧ, НЧ, паласовых и заграждаклцих филю ров, как сзсмметричных во времени так и с истинным временем запаздывания, Такие фалы ры очень улобны при обработке кваитованных ланвых, перед каюрымн. безусловно, большое булушее. В насюяшег время выпускав и больцюе число негзгзрох их НМС филю Ров г коммутируемыми ьавзенсшорамн НМС МР4 фирмы )наг)опа1. например. является звенным НЧ-фильтром Баззерворга.
Раз мешенным в корпусе мини-)3!Р: ан не гребуех внезлних компонензав и работает ат азиата исзочника питания с напряжением х -5 зо 14 В ь!астора среза филшра 10Л 1ц мин. и 20 кГН макс,, ус" аиавливастся . помащыа внешней гакговой часзсзгьх й,„= 1001,в ПРАС МР5 и МР!О ! суниверсальные фильтры с коммутируемыми кондснсазорамин) работа- Сопряжение лифровыл и аиалоговыа сигналов 69 69б Глава 9 ~тат Рис.
9 93 Ци~ровой геиератор сиитсоилальвьо; сигиалов СХЕМЫ, НЕ ТРЕБУЮШИЕ ПОЯСНЕНИЙ 9.39. Удачные схемы На рис. 9.95 приведено нес:колько прим ров сопряжения логических и лин схем, 9.40. Негодные схемы На рис. 9.96 показаны схемы с основным грубыми опшбкаьш сопряжения. Для каж дой схемы попытайтесь обьяснить, и че состоит ошибке и как ее устранить.
си:.яасл '-' лт Земли:9-- — е СЯ 4 ~ бтсюбз Г т ~ Геиерат ~ Завлит ь г.е ! ггиее ыпр Рис 999, а срсоорааом ~ель сврииатс:~ьвьо .рмвеи е .ролла Зтл.. тирам. вю иьгггтеои. ггслеыстелггс иа мм;л . Рис. 9.94 Цифровой НЧ-фильтр малым слвигом оо лостояююмт гоит ют несколько иначе. С помощью внешних реписторов устанавливаются тип фильтра (ВЧ, НЧ, полосовой, заграждаюший) и характеристика фильтра (Баттерворта, Чебышева и т. п.), а с помощью тактовой частоты, как и раньше, устанавливается часюта среза.
Другими изготовителями фильтров с коммутируемыми конденсаторами являготся фирмы Агпегтсап Мтстозузгешз (АМ1), Ь(пеаг Тесйпо1о8у (1.ТС) и Кейсоп. Фирма 1.ТС как всегда использовала несколько хитроумных приемов для улучшения технических характеристик. Бе фильтры 1 ТС1062 и МАХ280 похожи на МР4, но являются 5-звеннымн и имею~ нулевую ошибку на постоянном токе! Последнее свойство реализовано путем размещения фильтра вне пути постоянного тока (рис. 9.94).
1ибкие фильтры серии МАХ260 допускают управление важными параметрами фильтра от микропроцессора. Вообще говоря„такие фильтры с коммутируемыми конденсаторами работают только на верхнем конце звукового диапазона. В них также наблюдается существенное проникновение тактовой частоты на выход обычно в пределах 10 — 25 мВ. Это ограничивает их динамический диапазон в тех применениях, где тактовая частота находится внутри полосы пропускания (например, ВЧ-фильтры). Они могут иметь значительный шум, ограничивающий динамический диапазон до 80 дБ и менее (сравните со 140 дБ и выше для хорошего операционного усилителя). С другой (положительной) стороны, фильтры на коммутируемых конденсаторах просты в применении и позволяют осуществлять эффективную настройку (с помощью тактовой частоты). Фильтры такого типа широко используют в модемах (при передаче данных по телефонным линиям) и в других областях связи. См.
равд. 5.11, Формирование сянусоидальных колебаинй цифровым способом. С нерекурсивной цифровой фильтрацией связан интересный способ синтеза синусондальных колебаний с использованием взвешенных сумм сигналов с выходов счетчика Джонсона (кольцевой счетчик с коэффнпдентом пересчета, вдвое ггревышающим число разрядов). Схема на рис. 9.93 показывает способ реализации такого генерато ИМС 4015 представляет собой 8-разр ный регистр сдвига с параллельным вых дом. Подавая на вход инвертированн сигнал с последнего разряда, можно орг низовать счетчик Джонсона, который б лет проходить через 16 состояний (в общ случае 2и состояний для л-разрядного гистра сдвига). Начиная с состояния ив нулив, происходит заполнение счетч слева направо а1» (марш е!и) до полно заполнения всеми единицами, затем начин нается марш еОл и .г.д.
Показанное н рисунке взвешивание формирует 8-уро невое приближение к синусоидальном колебанию с частотой, равной 1(16 тактоо вой частоты, и с первым ненулевым чл ном искажения на 15-й гармонике, име гней затухание 24 дБ. 69й Глава 9 Сопряжение нифровыя и аналоговых сигналов 6 НЕЕВДИЫЕ СХЕМЫ Лвьн , ввсззьй увввея Оо:я 'Е я < Уз, г 6 ьВЫХОВ )~ „ ~! ВТГим ьтиййм Вход = -6(или Оемвя~ ИНВОООЬЮО Г ВЗООИ бзсаь вийера„~ „язаз Етий* Отвирвю~ции вхвйлуй) тивлвьив ОВ 4М ТТВ Взел Визой ифвс.
зфеи звияе- О=ОООО - аьазлнтуднын лискримкнат ~р, г сзеыа улраалеаия соленоидом. г: - О-канальный муяьтяалекс| р с днфферен навозным взоломг г -фазовый тг*текзор с ноааадеявем Вй зЬ. яг — орели зионвьйь грзгггер Пма па г— ь Рнс йев о — формироватезг зздеряганко о фрснзтз„о нядлкьтор ьс.язеског сос сания.
з-сооряжеюн ыавь мента ТТЛ г высокоомкым выходом дзе неглавные схемы!;,. лсвьзденио амоузо ной сдособноств злемент ТТЛ с домо ' немощью оовторнгелз:г лровслное ИЛИ на веггттозат с активной ва~узкои: е сзетзяк нересез«вии ну*в. зк. ЛУ-триггер з. сонряженяе злемеьы ГЛ с" сзеызмя ьыссккз ломик 700 Глава 9 Гб>аея«с- ! 1- ( аееетячкя шмаее ! (еею с ',(емееаа.! 0; аяфаа х ' аифеа « лснуеь((мхе 1>секем ! > аее аетое йшстев>ыш ,самее> 1 д, Фт >' О зш ееа свмееш 6(6 1'асл> шй: ~диагор 4« 1«нсраторы ЗОО 1иратор 296 ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ УПРАжНЕИИЯ ;1! Постромге «дем«>ся обнаруж>ния краткс>временного аро>ндавия напряжения питания -(-3 В Схем> лолжна име >ч кнспк«СБРОС и светолио > лля на шх *. пии НЕПРЕРЫВНОГО ПИТАНИЯ Едслюнс заь, *пабы Она раба>ма ог напряжевия ' ' В Ц! Почему н>шюя ьс-трон». Зо разрядныи ЦАП с лом лоью двух ч рюрядных ЦАП и ор>торцион" зьного суммирования их вым дов (ВЫХ, ВЫХ« 7"1' (3! Убедит>ш.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
