- •2. Особенности практического использования машинных методов проектирования нцф
- •Окно Кайзера Параметр окна
- •2. Сравнительная оценка различных методов синтеза фильтров
- •3. Исследование факторов, определяющих выбор порядка фильтра
- •4.2. Метод взвешивания Операторы ввода
- •4.5. Пример набора входных данных
4.2. Метод взвешивания Операторы ввода
READ15, METOD
15 FORMAТ (I1)
READ5, NCOE, JTYPE, JTYP,JW,FF1,FF2
5 FORMAT(I3,2X,2(I1,2X)I1,2(F5.3,2X))
READ6,F1,F2,ALFA
6 FORMAT (3(F5.3,2X))
Перечень идентификаторов, встречающихся в операторах ввода, их смысловое значение, соответствующий формат данных приведены в тaбл.2.
Примечания. Все частоты берутся нормированными. Параметры F1 и F2 имеют смысл значений частоты, ограничивающих полосу пропускания, причем F1 - это первая из них, встречающаяся при просмотре шкалы частот от нуля в направлении возрастания частоты.
У фильтров нижних, верхних частот и у дифференциаторов одна такая частота (нулевая частота, как граница снизу, для ФНЧ и дифференциаторов и частота 0,5 для ФВЧ, как граница сверху, не учитываются). Поэтому для таких фильтров используется только F1. Для полосовых и заграждающих фильтров используются оба параметра F1 и F2. Параметры FF1 и FF2 позволяют варьировать ширину полосы частот, в которой строится АЧХ. Если рассматривается весь диапазон частот, то FF1=0 и FF2=0,5.
Таблица 2
Имя |
Формат |
Смысловое содержание |
METOD
NCOE JTYPE
JTYP
JW
FF1 FF2
F1
F2 ALFA
|
I1
I3 I1
I1
I1
F5.3
F5.3
F5.3 F5.3 |
Признак метода синтеза METOD=1 –метод взвешивания Количество коэффициентов (макс.128) Признак типа: JTYPE=1 - частотно-избирательный фильтр 2 - дифференциатор 3 – преобразователь Гильберта Признак вида Признак вида фильтра (при JTYPE=1): JTYP =1 – ФНЧ, 2 – ФВЧ, 3- полосовой, 4- заграждающий Признак вида временного окна: JW=1 – окно Хэмминга, 2 – окно Блэкмана, 3 - окно Кайзера, 4 - окно Ланшоца Границы частотного интервала, на котором строится АЧХ фильтра
Нижняя граница полосы пропускания
Верхняя граница полосы пропускания Параметр окна |
4.3.Метод частотной выборки
Операторы ввода
READ15, METOD
15 FORMAТ (I1)
READ1,N,N1, N2,NVAR,JTYPE,JTYP,INTR
1 FORMAT(I3,2X,I2,2X,I2,I1,2X,I2)
Смысл идентификаторов операторов ввода указывается в табл. 3.
Таблица 3
Имя |
Формат |
Смысловое содержание |
METOD
N N1 N2
NVAR
JTYPE
JTYP
INTR
|
I1
I3 I2
I2
I2
I2
I1
I2
|
Признак метода синтеза METOD=2 –метод частотной выборки Число отсчетов в частотной выборке (макс.128) Номер выборочного отсчета, соответствующий нижней границе полосы пропускания Номер отсчета, соответствующий верхней границе полосы пропускания Число варьируемых отсчетов в частотной выборке Признак типа: JTYPE= 1 - частотно-избирательный фильтр, 2 - дифференциатор, 3 – преобразователь Гильберта Признак вида фильтра (при JTYPE=1): JTYP= 1 – ФНЧ, 2 – ФВЧ, 3- полосовой, 4- заграждающий Число интерполяций (макс.16) |
В ФНЧ, ФВЧ и дифференциаторе используется только одна граница N1.
4.4. Метод равномерной, чебышевской аппроксимации
Операторы ввода
READ15, METOD
15 FORMAТ (I1)
READ1, NFILT, JTYPE, NBANDS, LGRID
1 FORMAT (4I4)
READ2, (EDGE(J), J=1, JB)
2 FORMAT (20F6.3)
READ3, (FX(J), J=1, NBANDS)
3 FORMAT (10F6.3)
READ4, FF1, FF2
4 FORMAT (2F6.3)
Смысловое значение идентификаторов операторов ввода приведено в табл.4
Таблица 4
Идентификатор |
Формат |
Смысловое значение |
METOD
NFILT JTYPE
NBANDS
LGRID EDGE(20) FX(10)
WTX(10) FF1 FF2
|
I1
I4
I4
I4
I4 20F6.3 10F6.3
10F6.3
F6.3
|
Признак метода синтеза METOD=3 –метод равномерной чебышевской аппроксимации Количество отсчетов в импульсной характеристике фильтра Признак вида фильтра: JTYPE=1 - частотно-избирательный фильтр 2 - дифференциатор 3 – преобразователь Гильберта Количество частных полос в частотной характеристике Плотность сетки для интерполяции Граничные частоты всех частотных полос Требуемые значения «идеальной» частотной характеристики (значения целевой функции) для каждой частотной полосы Весовой коэффициент Частоты, ограничивающие полосу, в которой рассчитывается АЧФ фильтра
|
Программа составлена в предположении, что максимальная длина импульсной характеристики не больше 128. При выборе параметра NBANDS учитываются все частотные полосы фильтра (пропускания и непропускания). Таким образом, ФНЧ, ФВЧ имеют 2 полосы, полосовой и заградительный фильтры - 3 полосы. Для дифференциатора и преобразователя Гильберта NBANDS=1. Как отмечалось в разд. 2, программа синтеза фильтров методом чебышевской аппроксимации пригодна для расчета фальтров с NBANDS>3.
В массив чисел EDGE(10) вносятся граничные частоты полос пропускания. Заметим, что здесь, в отличие от предшествующих случаев, учитываются все граничные частоты полос пропускания и полос непропускания.
С помощью массива чисел fx (10) задается требуемая идеальная АЧХ (целевая функция) в каждой из полос частотной характеристики фильтра. Применительно к частотно-избирательному фильтру в полосе призрачности берется FX=1 , в полосе непропускания FХ= 0 . Массив чисел WTX(10) позволяет управлять точностью аппроксимации в каждой полосе путем введения соответствующего весового множителя. Параметром LGRID задается плотность сетки для интерполяции. Чем выше плотность сетки, тем большая точность метода. Наиболее часто берут LGRID=16 или LGRID=32.
