Использование рекурсивных КИХ-фильтров в цифровых датчиках

Имитационное моделирование каскадной системы децимарных фильтров подтвердило работоспособность предлагаемых алгоритмов и структур.

ЛИТЕРАТУРА

1. Самойлов Л.К., Мальцев С.Л. Дискретизация сигналов цифровых датчиков // Известия ТРТУ. Таганрог, 2000. №3. С. 90-92.

2. Рабинер Р., Гоулд Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов. М.: Мир, 1978. 848 с.

3. Турулин И.И. Проектирование рекурсивных фильтров с конечной импульсной характеристикой по прототипу / Таганрог: 1998. 45 с. Таганрогский гос. радиотехн. ун-тет. Деп. в ВИНИТИ 21.06.99. №1982-В99. М.: 1999.

Л.К.Самойлов, И.И.Турулин, С.Л.Мальцев

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕКУРСИВНЫХ КИХ-ФИЛЬТРОВ В ЦИФРОВЫХ

ДАТЧИКАХ

В настоящее время осуществляется расширение области применения цифровой обработки сигналов. В частности, расширяется номенклатура микросхем цифровых преобразователей физических величин в цифровой код (цифровых датчиков) [1]. Современные микросхемы датчиков отличаются высокой частотой дискретизации на выходе. Это, с одной стороны, уменьшает погрешность наложения спектров при дискретизации, с другой - ведет к возникновению других проблем. Такими проблемами являются необходимость внешней цифровой фильтрации высокочастотных шумов при расположении полезного сигнала в нижней части спектра входного сигнала, а также нерациональное использование канала связи, если контролируемый параметр меняется медленно. Выходом из создавшейся ситуации является включение средств управления частотой дискретизации в микросхему датчика, что требует наличия управляемого ФНЧ и деци-матора. Подобная структура используется в ХД-АЦП. В таких устройствах изменение частоты среза ФНЧ обычно жестко связано с тактовой частотой АЦП.

В докладе предлагается способ организации ФНЧ с частотой среза, изменяемой независимо от частоты дискретизации, что дает дополнительные возможности для оптимизации системы сбора информации.

ФНЧ для такой системы, как и ФНЧ в ХД-АЦП, должен иметь линейную ФЧХ, которая обеспечивает минимальные искажения формы сигнала при фильтрации. Такую ФЧХ могут иметь только КИХ-фильтры. Нерекурсивные фильтры требуют больших аппаратных затрат, что делает предпочтительным применение рекурсивных КИХ-фильтров [2], причем таких, которые не требуют пересчета их коэффициентов. Таким требованиям удовлетворяют рекурсивные КИХ-фильтры, получаемые каскадно-параллельным комбинированием простейших рекурсивных КИХ-фильтров с единичной прямоугольной КИХ [3]. Показано, что в этом случае перестройка частоты среза может осуществляться одновременным изменением задержек нерекурсивных частей каскадно-параллельной комбинации.

Эксперименты с программными моделями фильтров показали работоспособность предлагаемого подхода. ФНЧ имели вполне приемлемые искажения

АЧХ при значительно меньших вычислительных затратах по сравнению с аналогичными нерекурсивными фильтрами при длине КИХ более 16-ти отсчетов.

ЛИТЕРАТУРА

1. Самойлов Л.К., Мальцев С.Л. Дискретизация сигналов цифровых датчиков // Ивестия ТРТУ. Таганрог, 2000. №3 С. 90-92

2. Турулин И.И. Под общей ред. Самойлова Л.К. Расчет и применение быстродействующих цифровых рекурсивных фильтров с конечной импульсной характеристикой. Монография. Таганрог: Изд-во ТРТУ, 1999. 88 с.

3. Турулин И.И. Некоторые методы синтеза рекурсивных фильтров с конечной импульсной характеристикой / Таганрог: ТРТУ, 1997. 40 с. Деп. в ВИНИТИ 16.09.97. №2837-В97. М.:1997.

В.Г.Сердюков, А.В.Цыганкова ДЕМОДУЛЯЦИЯ ФМ-РАДИОСИГНАЛОВ ПРИ АКУСТООПТИЧСКОМ РАДИОПРИЕМЕ

При нахождении в апертуре модулятора света (МС) фазового перехода (ФП) ФМ - сигнала при Т < т0 ,где Т - временная апертура МС, т0 - элементарный интервал сигнала, радиоприемник, построенный по схеме Ламберта, рассматривается как интерферометр Рэлея [1]. В апертуре МС два импульса с т1 00= Т и т2 0)=Т-Т , задержка между которыми тз (;), здесь т - временное положение ФП в Т, т= 0 в момент вхождения в Т. Особенность схемы - меняются т з и апертура дифрагированных пучков света Ь^) от Т до 0 и Ь2(:) от 0 до Т, максимумы световых пучков по оси пространственной частоты р не смещены.

При апертуре элемента фотоприемника Др в момент прохождения ФП по апертуре МС имеют место провалы в сигнале фотоприемника по форме видеоимпульсов примерно треугольной формы и определяются выражением [2]

иФП = кпв2^к + кпв2^)а0 + 2Кпв2(0В2^)А0с°^й об з(0+|ф1 -ф21], где: А0, ю0, |ф1 -ф2| - амплитуда, частота и модуль ФП ФМ -сигнала, КП - коэффициент пропорциональности;

Р ~ кр

В1 (0=? (г)|^+ К |

В (t)= Р‘ +^тс^2 4 кр + К

р; I- ё

ёр, ар,

1 Ю СВ 0 и и £—\

где к = ——; К = —— - волновые числа световой и звуковой волны; У0 = ю 0 - час-с V

тота звука в МС; V - скорость звука в МС.