2. Сравнительная оценка различных методов синтеза фильтров

Для получения такой оценки необходимо обобщить результаты ана­лиза по предшествующему пункту, сравнить данные, полученные различ­ными методами между собой, дать качественную оценку методам синтеза фильтров. Критериями для сравнения здесь могут быть величина порядка фильтра (и связанные с ним затраты на реализацию), необходимая для решения поставленной задачи; качественные показатели (затухания в поло­се заграждения, равномерность АЧХ, пульсации) при равном значении по­рядка; удобство использования и др.

3. Исследование факторов, определяющих выбор порядка фильтра

В разд. 2 отмечалось, что во всех методах расчета НЦФ для выбора порядка фильтра необходимо привлечение дополнительной эмпирической ин­формации. Такого рода информация, приведенная в разд. 2 в виде таблиц, графиков, коэффициентов эмпирических формул, не отличается полнотой и относится лишь к фильтрам нижних частот. Поэтому пополнение и обобще­ние упомянутой информации, проверка возможности распространения ре­зультатов, относящихся к ФНЧ, на фильтры других типов, представляет практический интерес для разработчиков цифровых фильтров, Наметим не­которые возможные направления такого исследования.

Метод взвешивания. Проверка справедливости соотношения неопре­деленности (30) для фильтров различных типов; ФНЧ, ФВЧ, полосового, заграждающего.

Получение данных для построения графиков вида, показанного на рис. 6,7 для временных окон других типов.

Метод равномерной чебьшевской аппроксимации. Проверка справедли­вости формулы (31) для фильтров разных типов, получение эксперимен­тальной информации, связывающей значения порядка фильтра с величинами пульсаций и шириной переходной полосы в виде таблиц (графиков).

Метод частотной выборки. Проверка возможности использования дан­ных, приведенных в табл. 1, для фильтров различных типов и получение информации, уточняющей эти табличные данные.

4. CTPУКTУPA MAШИHHOЙ ПРОГРАММЫ И ПОДГОТОВКА НАБОРА ИСХОДНЫХ ДАННЫХ ДЛЯ РАСЧЕТА НА ЭВМ

4.1. Общие сведения о программе

Программа, на основе которой выполняется работа, написана на язы­ке Фортран и предлагается студентам в законченном виде. Программа до­статочно сложна и громоздка, поэтому распечатка программы в настоя­щем пособии не приводится. Общее представление о программе можно по­лучить во время работы с ней на ЭВМ. (При необходимости, с разрешения преподавателя можно также получить распечатку.)

Программа состоит из трех, по сути дела, независимых разделов, реализующих синтез НЦФ соответственно методом взвешивания (окна), частотной выборки и равномерной чебышевской аппроксимации, в програм­ме эти разделы оформлены в виде подпрограмм типа SUBROUTINE c именами UZVESH, UBORKA, CHEBSH . В свою очередь перечисленные подпрог­раммы обращаются к другим подпрограммам, реализующим обособленные подразделы соответствующих алгоритмов. Отдельные разделы программы объединяются в единое с помощью основной программы (MAIN).

Программа составлена так, что за ее один проход может решаться произвольное количество заданий. Под заданием мы здесь понимаем за­дачу синтеза цифрового фильтра каким-либо одним из трех запрограмми­рованных методов. При этой выбор метода синтеза также произвольный. В частности, можно вести расчет нескольких фильтров одним методом или один фильтр рассчитать разными методами. Исходные данные для рас­чета включаются в программу в виде набора данных.

Поясним сначала структуру набора исходных данных в целом (см. пример в конце раздела).

Набор исходных данных размещается в конце программы, начинается оператором S4SIN DD * и заканчивается символом /*. В нашем наборе удойно выделить первую запись, а остальные разделить на груп­пы. Первая запись, которой в программе соответствует переменная KZAD несет информацию о количестве решаемых заданий. Переменная KZAD вводится в основную программу оператором

READ10, KZAD

10 FORMAT (12)

Ясно, что количество последующих групп записей должно соответствовать величине KZAD. В каждой группе записей первая запись (перемен­ная METOD) составляет признак метода расчета. Значение METOD =1 соответствует методу взвешивания; равное 2 - методу частотной выбор­ки; равное 3 - методу чебышевской аппроксимации. Переменная METOD вводится с помощью оператора

READ15, METOD

15 FORMAT(I1)

в основную программу. Этот оператор находится внутри оператора цикла. При работе программы происходит поочередной KZAD- раз опрос призна­ка МЕТОD и соответствие с его значением управление передается в одну из подпрограмм (VZVESH , VBORKA или CHEBSH). Таким образом все последующие записи каждой группы относятся к соот­ветствующему методу синтеза фильтра. Рассмотрим состав исходных дан­ных, операторы ввода и формат вводимых данных для каждого метода синтеза.