Цифровой фильтр

Любой электрический фильтр предназначен для преобразования формы электрических сигналов поставляющих на его вход для исключения из них спектра (фильтрации) гармонических составляющих с определенными частотами. если преобразованные сигналы непрерывно изменяются во времени, их, а также соответствующие электрические фильтры называются аналоговыми. Получение заданных значений ряда параметров аналоговых фильтров, например крутизны склонов АЧХ, нередко приводит к значительному усложнению схем или вообще оказывается нереализуемым. Сравнительно просто эта задача решается с помощью цифровых фильтров устройств в которых для подавления одних и выделения других частотных составляющих сложно электрического колебания используется вычислительные устройства.

Выполняя, подобно аналоговым цепям операцию частотной фильтрации, цифровые фильтры (ЦФ) обладают рядом существенных преимуществ: высокая стабильность параметров, возможность получать самые разнообразные формы АЧХ и ФЧХ. Цифровые фильтры не требуют настройки и легко реализуются на ЭВМ программируемыми м - дами.

Структурная схема цифровой обработки непрерывных сигналов.

Непрерывный входной сигнал x(t) поступает в аналоговый преобразователь (АЦП) управляемым синхронизированными импульсами от генератора, задающего частоту дискретизации.

В момент подачи синхронизирующего импульса на выходе АЦП возникает сигнал, отображающий результат измерения мгновенного значения входного колебания в виде двоичного числа с фиксированным количеством разрядов. В зависимости от особенности построения устройства этому числу соответствует либо последовательность коротких импульсов, либо совокупность уровней напряжений на сигнальных шинах отдельных разрядов. Преобразованные таким образом сигнал поступает в основной блок устройства, так вызываемый цифровой процессор, состоящий из арифметического устройства и устройства памяти. Арифметические устройство выполняет над цифрами ряд операции, таких как умножение, сложение и сдвиг во времени на заданное число интервалов дискретизации. В устройстве памяти может храниться некоторое число отсчетов входного и выходного сигнала, которые необходимы для выполнения операции обработки.

Цифровой процессор преобразует поступающие в него числа в соответствии с заданным алгоритмом фильтрации и создает на выходе последовательность двоичных чисел, представляющих выходной сигнал. Если в дальнейшем необходимо иметь информацию в аналоговой форме, то используется ЦАП. Однако это устройство может и отсутствовать, если сигналы подвергаются только цифровым преобразованиям.

Основной технический показатель ЦФ – быстродействие зависит как от скорости протекания переходных процессов в микроэлектронных компонентах, так и от сложности алгоритма фильтрации.

Дата добавления: 2014-01-13