Загальні початкові дані на лабораторні дослідження

До загальних початкових даних лабораторних робіт, що виконуються по цифровій обробці інформації відносяться види і параметри оброблюваних і тестових сигналів і параметри цифрових фільтрів, що синтезуються і досліджуються. Вони складені на основі технічних характеристик реальних систем ЦОІ, що використовують досліджувані сигнали, елементи і підсистеми. Це системи частотного ущільнення сигналів багатоканальної телефонії; частотного ущільнення сигналів частотної телеграфії; смугового аналізу і синтезу сигналів – аудіо, мовних, радіолокаційних, біомедичних.

Ці системи є багатоканальними з розділенням каналів за частотною ознакою. Кількість каналів визначається кількість індивідуальних варіантів виконуваних лабораторних робіт, а технічними характеристиками каналів – початкові дані до лабораторних робіт.

Технічні параметри і характеристики досліджуваних цифрових фільтрів систем цос

Цифрові фільтри є основними каналоутворюючими елементами багатоканальних систем ЦОС з розділенням каналів за частотною ознакою. Вони синтезуються, досліджуються і програмуються в лабораторних роботах 2, 3, застосовуються в лабораторних роботах 4, 5 і реалізуються на основі сигнальних процесорів в лабораторній роботі 6.

Відповідно до виду частотної характеристики у багатоканальних системах ЦОС з частотним розділенням сигналів використовуються цифрові смуго-пропускаючі фільтри (СПФ) і фільтри нижніх частот (ФНЧ). До технічних характеристик ЦФ такого типу відносяться [1-4]:

• значення центральної частоти f_0i смуго-пропускаючого фільтру i-го каналу системи (СПФi), що визначається центральною частотою каналу;

• значення нижньої і верхньої частот зрізу-затримки f_{зр1, 2}, f_{з1, 2} СПФi, що визначаються частотними межами каналу по заданому рівню ослаблення його амплітудно-частотної характеристики (АЧХ);

• значення частот зрізу-затримки f_зр, f_з ФНЧ, що визначаються смугою частот канальних сигналів;

• значення допустимої нерівномірності АЧХ фільтру в смузі пропускання а_п, дБ (чи допустимого ослаблення на межах смуги пропускання, коли АЧХ є монотонною в смузі пропускання), що визначаються допустимими канальними спотвореннями сигналів;

• значення згасання в смузі затримки а_з, дБ, що визначаються допустимими міжканальними спотвореннями сигналів;

• значення частоти дискретизації f_д оброблюваних сигналів; бажаний вид амплітудно-частотної характеристики фільтру − монотонна або пульсуюча і фазочастотної характеристики (ФЧХ), наприклад, тільки лінійна.

Зразковий вид поєднаних (накладених один на одного) графіків монотонних АЧХ і АЧХ з рівнохвилевими пульсаціями фільтрів СПФ_i і ФНЧ показаний на рисунку.

Рис. Графіки монотонної (1) і пульсуючої (2) АЧХ фільтру нижніх частот і смуго-пропускаючого фільтру

Через δ₁ і δ₂ на рисунку позначені допуски на похибки апроксимації заданої частотної характеристики, пов'язані з параметрами а_п, дБ, а_з, дБ співвідношеннями: 1 − δ₁ = 10 ^{− a}_п^{/ 20}, δ₂ = 10 ^{− a}_з^{/ 20}.

Значеннями технічних характеристик ЦФ визначаються і початкові дані на їх синтез.

Системи цифрової обробки сигналів багатоканальної телефонії (бктф)

У таблиці. 1 приведені значення технічних характеристик і початкових даних на синтез цифрових фільтрів для 12, 5 і 4-канальних систем багатоканальної телефонії з частотним ущільненням каналів.

Таблиця 1

Параметр, позначення, одиниця вимірювання		Значення параметра
Число каналів системи ЦОС		12	5	4
Центральні частоти СПФ f0i, кГц, i - номер каналу		2 + i4, i = 1, 2,...12	4 + i8, i = 1, 2,...5	10 + (i − 1)12, i = 1, 2, 3, 4
Частоти зрізу-затримки СПФ, кГц	fзр1	f0i – 1,7	f0i – 3,7	f0i – 5,7
	fзр2	f0i + 1,4	f0i + 3,4	f0i + 5,4
	fз1	f0i - 2,6	f0i - 4,6	f0i - 6,6
Частоти зрізу-затримки ФНЧ, кГц	fзр	1,7	3,7	5,7
	fз	2,3	4,3	6,3
Нерівномірність АЧХ в смузі пропускання ап, дБ		≤ 0,5	≤ 0,5	≤ 0,5
Загасання АЧХ в смузі затримки аз, дБ		≥ 46	≥ 46	≥ 46
Частота дискретизації сигналу fд, кГц		112	112	112

Додатковою умовою на синтез ЦФ є забезпечення монотонного убування АЧХ в смузі затримання.