Signallar va tizimlar

8.5.Filtrni unga mos keluvchi struktura orqali ifodalash

Bu bosqichda berilgan uzatish koeffitsientini unga mos filtrlovchi tarkib (struktura) orqali ifodalash amalga oshiriladi. Filtr tarkibini tasvirlash uchun ko‘p hollarda blok-sxemalar yoki funktsional sxemalardan foydalaniladi va ularda raqamli filtrni amalga oshirishni osonlashtirish uchun hisoblash amallarini bajarish ketma-ketligi ham ko‘rsatiladi.

Foydalaniladigan struktura qaysi tur filtrni impuls xarakteristikasi chekli yoki cheksiz filtrni tanlanganligiga bog‘liq.
Impuls xarakteristikasi cheksiz filtrlar uchun quyidagi uch shakl strukturalardan foydalaniladi: to‘g‘ri, kaskadli va parallel shakldagilar.
To‘g‘ri shakl – bu impuls xarakteristikasi cheksiz filtr uzatish funksiyasini to‘g‘ridan-to‘g‘ri ifodalash (8.5-rasm).
Kaskad shaklida – impuls xarakteristikasi cheksiz filtr uzatish funksiyasi (8.6-rasm) bir necha bor takrorlanadi va ikkinchi tartibli zvenolar ko‘paytmasi orqali ifodalanadi.

8.6-rasm. To‘rtinchi tartibli impuls xarakteristikasi cheksiz (rekursiv) filtrni amalga oshirish to‘g‘ri shakl strukturasi

8.7-rasm. To‘rtinchi tartibli impuls xarakteristikasi cheksiz (rekursiv) filtrni amalga oshirish kaskad strukturasi

Parallel shaklda – ikkinchi tartibli zvenolar yig‘indisi shaklida joylashtiriladi (bunda elementar kasrlardan foydalaniladi). 8.8-rasmda uzatish koeffitsientlari va farqlanish tenglamalarining filtr strukturasini tasvirlovchi turlari keltirilgan.

8.8-rasm. To‘rtinchi tartibli impuls xarakteristikasi cheksiz (rekursiv) filtrni amalga oshirish parallel strukturasi

Impuls xarakteristikasi cheksiz (rekursiv) filtrlarni loyihalash va yaratishda parallel va kaskad strukturalaridan eng ko‘p foydalaniladi, chunki ular nisbatan sodda filtratsiya algoritmlari orqali amalga oshiriladi va ularning cheklangan sonli bitlardan foydalanib amalga oshirilishiga sezgirligi to‘g‘ri strukturali filtrlarning sezgirligiga nibatan kichikroq.

Impuls xarakteristikasi chekli (norekursiv) filtrlarni loyihalash va yaratishda eng ko‘p foydalaniladigan struktura – bu to‘g‘ri struktura (8.9-rasm), chunki uni amalga oshirish boshqa strukturalarga qaraganda oson.

8.9-rasm. Impuls xarakteristikasi chekli (norekursiv) filtrni amalga oshirish to‘g‘ri strukturasi (transversal filtr)

Impuls xarakteristikasi chekli (norekursiv) filtrlarning (8.9-rasm) bunday struktura asosida yaratilganini ba’zan bir necha chiqish nuqtalari bor kechiktirish liniyasi yoki transversal filtr deb ataladi. Bundan tashqari, ya’ni boshqa ikki strukturadan foydalaniladi: chastotasi tanlangan struktura va tezkor o‘rash strukturasidan ham foydalaniladi (8.10-rasm).

Transversal strukturaga qaraganda tanlangan chastota (qiymati) bo‘yicha hisoblash nisbatan samarador, chunki kam sonli koeffisientlarni hisoblash talab etiladi. Ammo uni amalga oshirish oson emas, chunki u katta xotirani talab qiladi. Tezkor o‘ram (svertka)dan Fure tezkor almashtirishi (FTA) afzalliklaridan foydalaniladi, bu usul yana shunisi bilan e’tiborliki, uning yordamida signal spektrini ham hisoblash imkoni mavjud.
Bundan tashqari raqamli filtrlarni amalga oshirishning juda ko‘p strukturaviy sxemalari mavjud, ammo ularning ko‘pchiligi faqat ma’lum sohalarda foydalanish uchun mo‘ljallangan.
Misol uchun panjarasimon strukturadan nuqt signallariga ishlov berishda va chiziqli bashoratlash sohalarida foydalaniladi. Panjarasimon strukturadan impuls xarakteristikasi chekli va cheksiz filtrlarini ifodalashda ham foydalanish mumkin, bunda ular yagona kirish va bir juft chiqishlar orqali (8.9-rasm) standart ko‘rinishda tasvirlanadilar.



a)



b)

8.10-rasm. Impuls xarakteristikasi chekli (norekursiv) filtrni tanlangan chastota asosida amalga oshirish strukturasi (a) va tezkor o‘ram olish sxemasi (b)

8.11-rasm. Panjarasimon struktura
U asosida olingan panjarasimon struktura orqali impuls xarakteristikasi chekli nuqtali filtrni ta’riflovchi sxema 8.12a-rasmda keltirilgan va hamma qutblari ma’lum ikkinchi tartibli (faqat maxraj koeffitsientlari keltirilgan) impuls xarakteristikasi cheksiz filtrni ifodalashga mo‘ljallangan struktura 8.12b-rasmda keltirilgan.
8.12-rasm. kaskadli panjarasimon impuls xarakteristikasi chekli (norekursiv) filtr (a) va ikki kaskadli panjarasimon hamma qutblari berilgan impuls xarakteristikasi cheksiz (rekursiv) filtr strukturasi