Исследование влияния квантования коэффициентов цифровых фильтров при прямой и каскадной форме реализации

Процедура проектирования цифрового фильтра состоит в нашем случае из трех основных этапов: проектирование аналогового прототипа, переход к дискретному фильтру, переход к цифровому фильтру. Понятия дискретного и цифрового фильтров различаются, прежде всего, потому, что предполагается, что коэффициенты дискретного фильтра задаются как вещественные числа (то есть с бесконечной точностью). Коэффициенты же цифрового фильтра квантованы и представлены в системе счисления с конечной разрядностью, что обусловлено конечной разрядностью памяти микропроцессора, на котором может быть реализован цифровой фильтр. Как показала практика проектирования цифровых фильтров, частотные характеристики фильтра могут существенно изменяться при квантовании его коэффициентов. Поэтому при заданной разрядности представления коэффициентов, процедура проектирования может выполняться итеративно, поскольку теоретическое определение чувствительности фильтра к квантованию коэффициентов очень сложно и заранее определить степень искажений представляется достаточно трудоемкой задачей. При существенных искажениях требования к фильтру ужесточаются и заново проводится расчет. Следует заметить, что чувствительность частотных характеристик фильтра зависит не только от самой передаточной функции, но и от формы реализации фильтра. Так, например, в некоторых случаях каноническая форма реализации фильтра сильно подвержена частотным искажениям, в то время как при каскадной (передаточная функция разбивается на множители первого или второго порядков) АЧХ практически не искажается.

Для рассчитанного фильтра рассмотрим влияние квантования коэффициентов для двух значений разрядности: 16 и 32 бит. При этом рассмотрим два случая реализации - каноническая форма и каскадная.

Лучшие статьи по информатике

Построение и анализ математической модели объекта управления
Построим математическую модель объекта управления в пространстве состояния Рисунок 2 Структурная схема ОУ В схеме четыре элемента, запасающих э ...

Цифровая обработка сигналов
сигнал преобразование фурье искажение Цифрова́я обрабо́тка сигна́лов (ЦОС, DSP - англ. digital signal processing) - преобразование сигналов, п ...

Светодиодная гирлянда на микроконтроллере ATiny2313
Развитие микроэлектроники и широкое её применение в промышленном производстве, в устройствах и системах управления самыми разнообразными объектами и процесс ...