Блок
управления БУ вырабатывает двоичный
выходной код^о, у\,Глава 10. Цифровая обработка сигналов
...,ур-\, поступающий на вход ЦАП. Суть поразрядного уравновеши-
вания заключается в следующем. В начале цикла преобразования блок
управления вырабатывает на выходе единицу только в старшем разря-
де ур-\. Этот код поступает на ЦАП и на выходе ЦАП возникает на-
пряжение, равное примерно половине максимально-допустимого
входного напряжения. Если входное напряжение больше этого опор-
ного напряжения, то компаратор вырабатывает импульс, который по-
ступает в БУ, и единица в старшем разряде фиксируется. Если вход-
ное напряжение меньше опорного, то единица в старшем разряде
сбрасывается. На втором этапе преобразования единица устанавлива-
s(t)
, JL
ЦАП
к
БУ
-Уо
-У\
Рис. 6
ется в следующем разряде ур _ 2 и проводится сравнение входного на-
пряжения с новым опорным напряжением, в результате которого фик-
сируется или сбрасывается единица в разряде ур-г- Процесс сравнения
продолжается до тех пор, пока не установятся все р разрядов на выхо-
де блока управления. Очевидно, что АЦП с поразрядным уравнове-
шиванием при прочих равных условиях работает примерно в р раз
медленнее по сравнению с параллельным АЦП.
Аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи устанав-
ливаются на входе и выходе устройства цифровой обработки сигна-
лов. Центральное место в таких устройствах занимает ЭВМ и алго-
ритмы ее работы.
10.3. Цифровые фильтры
Наиболее часто на практике устройство цифровой обработки сиг-
налов осуществляет линейную фильтрацию для выделения из цифро-
вого сигнала некоторого полезного сигнала.
Цифровой
фильтр — это цифровое устройство или
способ обра-10.3. Цифровые фильтры
ботки цифровых сигналов на ЭВМ, с помощью которых осуществля-
ется выделение полезных сигналов в определенном диапазоне частот.
Цифровой фильтр выполняет такую же задачу, как и аналоговый
фильтр, выполненный на катушках, конденсаторах и резисторах.
Различают цифровые фильтры, реализованные в виде специализи-
рованной ЭВМ, включающей набор специализированных микросхем,
и цифровые фильтры, реализованные в виде программы для универ-
сальной ЭВМ. Специализированные ЭВМ, как правило, содержат за-
поминающие устройства и несколько арифметико-логических блоков
сложения и умножения. Универсальные ЭВМ, напротив, как правило,
строятся на одном быстродействующем процессоре.
И в первом, и во втором случаях можно выделить три базовых
элемента, с использованием которых строится цифровой фильтр: эле-
~-\т И'
а)
б)
Рис. I
"
в)
мент памяти (задержки), умножитель и сумматор. Условные обо-
значения этих элементов приведены на рис. 1, а, б, в, соответственно.
В зависимости от реализации ЦФ под элементом понимается или спе-
циализированная микросхема, или оператор в программе. Для просто-
ты шумами квантования в этих элементах в дальнейшем будем пре-
небрегать. Вместо цифровых сигналов в этом случае можно
использовать дискретные сигналы.
Дискретный сигнал ;у(&д)на выходе цифрового элемента памяти
(задержки) равен задержанному на один такт входному сигналу:
-/д),
(1)
где номер отсчета &= 0, 1,2, ...; <д — период дискретизации. В умно-
жителе уровень входного сигнала изменяется в а раз:
.
(2)
Сумматор осуществляет суммирование нескольких входных сигналов:
= sl(ktfl) + s2(ktf[) + .... + sn(kt^.
(3)
