Signallar va tizimlar

Raqamli filtr koeffitsientlarini hisoblash

Bu bosqichda approksimatsiya usullaridan biri tanlanadi va impuls xarakteristikasi chekli filtrlar uchun koeffisientlar va impuls xarakteristikasi cheksiz filtrlar uchun va koeffisientlar hisoblanadi. Koeffisientlarni hisoblash usuli ushbu koeffisientlarning impuls xarakteristikasi chekli (norekursiv) yoki cheksiz (rekursiv) filtrga tegishli ekanligiga bog‘liq.
Impuls xarakteristikasi cheksiz filtrning koeffitsientlari ni hisoblash an’ana bo‘yicha ma’lum analog filtrlarning xarakteristikalarini unga mos raqamli filtrlar xarakteristikalariga almashtirishga asoslangan. Bunda ikki asosiy yondashishdan foydalaniladi: impuls xarakteristikani invariant almashtirish va bichiziqli almashtirish usuli.
Impuls xarakteristikani invariant usuldan foydalanib almashtirishda analogli filtrni raqamliga almashtirilganda birlamchi analog filtrning impuls xarakteristikasi saqlanmaydi. Ichki bir-birini ustiga tushishi sababli ushbu usulni yuqori chastota filtrlari va rejektor filtrlar uchun qo‘llab bo‘lmaydi.
Ikkinchi tomondan bichiziqli (ikki chiziqli) usul juda samarali filtrlashni ta’minlaydi va chastota tanlovchan filtrlarning koeffitsientlarini hisoblashga yaxshi mos keladi. Natijada an’anaviy xarakteristikali raqamli filtrlarni: Battervort, Chebishev va elliptik filtrlarni yaratish mumkin bo‘ladi.
Bichiziqli usulda yaratilgan filtrlar, umuman olganda an’anaviy filtrlar amplituda xarakteristikasiga o‘xshash, ammo vaqt bo‘yicha boshqa xossalarga ega bo‘ladi. Impuls xarakteristikani invariant almashtirish usuli analog tizimlarni modellash uchun yaxshi bo‘lib, ammo chastota tanlovchi impuls xarakteristikasi cheksiz filtrlar uchun bichiziqli usuldan foydalanilgani ma’qul.
Impuls xarakteristikasi cheksiz filtrlar koeffitsientlarini hisoblashda uning o‘rnini bosuvchi (alternativ) nol va qutblarni joylashtirish usulidan ham foydalansa bo‘ladi – bu usuldan oddiy filtrlarning koeffitsientlarini oson hisoblash imkoniyatini beradi. Shu bilan birga, bu usuldan yaxshi amplituda xarakteristikali filtrlarni hisoblash uchun tavsiya etilmaydi, chunki bunda juda ko‘p nol va qutblar borligi hisoblash hajmini oshirib yuboradi.
Impuls xarakteristikasi chekli filtrlar koeffitsientlari ni bir necha usullar bilan hisoblash mumkin: kesish (tortish – vaznni aniqlash), chastota bo‘yicha tanlash va Parks-Mak-Klippan optimal algoritmi.
Kesish usuli impuls xarakteristikasi chekli filtrlar koeffitsientlari ni hisoblashning juda oson va moslashuvchan usuli hisoblanadi, ammo loyihalovchi, ishlab chiqaruvchiga filtr parametrlarini kerakli miqdorda o‘zgartirish imkoniyatini bermaydi.
Chastota bo‘yicha tanlash usuli shu bilan o‘ziga e’tiborni tortadiki, u yordamida impuls xarakteristikasi chekli filtrlarni rekursiv shaklda amalga oshirish imkoniyatini beradi, bu sonli hisoblashni qo‘llash nuqtai nazaridan e’tiborli. Ammo bu usulga filtr parametrlarini boshqarish va o‘zgartirish uchun moslashuvchanlik yetishmaydi.
Hozirda sanoat ishlab chiqarayotgan raqamli filtrlarda optimal usuldan foydalaniladi, chunki bu usul bilan impuls xarakteristikasi chekli filtrlarning unga qo‘yilgan texnik talabga javob berishiga erishiladi. Shuning uchun bunday filtrlarni loyihalashda dastlab optimal usuldan foydalanib ko‘rish kerak (agar boshqa usuldan foydalanish sharti avvaldan belgilangan bo‘lmasa).