Лекция 1 введение

Успехи интегральной технологии цифровых систем, а также развитие новых методов синтеза цифровых фильтров позволили за последнее время вытеснить аналоговую технику фильтрации и в первую очередь там, где требовались жесткие допуски на точность реализации (в цифровом фильтре точность набора коэффициентов определяется лишь числом разрядов), высокий порядок аппроксимирующей функции и устойчивость систем управления.

В цифровом фильтре можно легко изменять коэффициенты, а следовательно, и характеристики фильтра, не изменяя структуры набора. Это дает возможность осуществления последовательного спектрального анализа фактически на одном цифровом фильтре, создаются самые широкие возможности для синтеза перестраиваемых; адаптивных и многофункциональных фильтров.

На русском языке опубликован ряд книг отечественных и зарубежных авторов по теории и расчету цифровых фильтров и устройств цифровой обработки сигналов. В многочисленных статьях и обзорах достаточно глубоко и подробно рассмотрены алгоритмы синтеза цифровых фильтров и устройств обработки, методы реализации их на универсальных ЭВМ.

В литературе приводятся примеры применения цифровых фильтров и методов цифровой обработки сигналов в различных сферах (электро- и радиотехника, автоматика, обработка речи, изображений, радио-, гидро- и звуколокации, геофизика, экономика, статистика).

Содержание предлагаемого конспекта лекций включает многочисленные, не всегда полные выкладки, связанные с вопросами проектирования цифровых (микропроцессорных) систем управления, изложенные на основе многочисленных исследований в данной области, в том числе и самого автора.

Лекция 2 Дискретные системы управления и их преимущества

В последние годы методы цифровой обработки сигналов приобретают все большую важность, так как теперь не только заменяют классические аналоговые методы во многих традиционных областях техники, но и применяются во многих новых областях. Это объясняется тем, что цифровые системы, по сравнению с аналоговыми, обладают рядом преимуществ:

• повышенная чувствительность;

• большая надежность;

• отсутствие дрейфа;

• более высокая устойчивость к шумам и возмущениям;

• удобство программирования.

Цифровая фильтрация.

Из всех методов, используемых для цифровой обработки сигналов, наиболее важным является цифровая фильтрация, что объясняется следующими причинами:

• наличие эффективных и относительно простых методов построения фильтров;

• большими успехами в области технологии микросхем с высокой степенью интеграции;

• успехами в части разработки технических средств и программного обеспечения ЭВМ, особенно с появлением микропроцессоров.

Одним из существенных преимуществ цифровых фильтров является их большая гибкость по сравнению с аналоговыми. Программа цифрового фильтра может быть изменена или приспособлена к характеристикам объекта без каких-либо изменений в аппаратной части, что дает возможность использовать одну и ту же аппаратную основу для различных систем управления.