Разделы

Реализация ДПФ-модулированных банков фильтров

Исходя из блок-схем показанных на рисунках 2.7 - 2.10 можно построить математическую модель банка фильтров, используя функции пакета MATLAB.

Функция анализатора - dft01a (x, K, M, h), где- анализируемый сигнал,- количество каналов,- коэффициент децимации,- коэффициенты фильтра-прототипа.

На выходе функции - X - матрица с сигналами каналов банка фильтра.

Основные этапы выполняемые функцией анализатора:

) Формирование сигнала модуляции (гетеродин).

2) Модуляция входного сигнала - получение канальных сигналов.

) НЧ-фильтрация каналов.

) Децимация канальных сигналов.

Функция синтезатора - dft01s (X, M, h), выполняет действия обратные функции анализатора, на входе функции X - матрица с сигналами каналов, M - коэффициент интерполяции, h - коэффициенты фильтра-прототипа.

Основные этапы выполняемые функцией синтезатора:

) Определение количества каналов по размеру матрицы с сигналами каналов.

2) Добавление нулевых отсчетов.

) Подготовка фильтра.

) Фильтрация каналов.

) Формирование коэффициентов модулятора (гетеродина).

) Модуляция.

) Суммирование выходов всех каналов и получение синтезированного сигнала.

Так как прямая реализация уступает в эффективности полифазной, то необходимо провести подробный анализ полифазной реализации банков фильтров. Функция анализатора полифазной реализации, с максимальной децимацией - dft02a (x, K, h), где- анализируемый сигнал,- количество каналов,- коэффициенты фильтра-прототипа.

На выходе функции - X - матрица с сигналами каналов цифрового банка фильтра [4].

Основные этапы выполняемые функцией анализатора:

) Сортировка входных отсчетов сигнала на каналы - децимация. Осуществляется при помощи функции reshape, которая преобразует вектор входных отсчетов в матрицу, последовательно заполняя её сверху вниз, справа налево.

2) Разбиение фильтра-прототипа на полифазные фильтры. Осуществляется при помощи функций reshape и flipud, последняя функция переворачивает матрицу (от англ. flip up down).

) Полифазная фильтрация каналов. Осуществляется функцией filter.

) Модуляция посредствам ДПФ. Осуществляется функцией fft.

Функция синтезатора полифазной реализации - dft02s (X, h), как и для прямой реализации, выполняет действия обратные функции анализатора, на входе функции X - матрица с сигналами каналов, h - коэффициенты фильтра-прототипа.

Основные этапы выполняемые функцией синтезатора:

) Определение количества каналов.

2) Обратное ДПФ, осуществляется функцией ifft.

) Разбиение фильтра-прототипа на полифазные фильтры.

) Полифазная фильтрация каналов

) Синтезированный сигнал - интерполяция.

В Приложении В представлен листинг алгоритмов реализации банков цифровых фильтров в среде Matlab.

На рисунке 3.3.1 (Приложение Г) представлен алгоритм реализации банка цифровых фильтров в среде MATLAB.

Рисунок 3.3.1 - Структура алгоритма реализации банка цифровых фильтров в среде MATLAB

В качестве входного сигнала используется ЛЧМ сигнал, так как этот сигнал используется в системе ДИСС в качестве зондирующего и по его форме и спектру легче оценить воздействие на него банка фильтров.

Линейно-частотная модуляция (ЛЧМ) сигнала - это вид частотной модуляции, при которой частота несущего сигнала изменяется по линейному закону.

Изменение частоты f (t) внутри импульсов с ЛЧМ происходит согласно формуле:

(3.3.1)

где - центральное значение несущей частоты;

- база (крутизна изменения частоты) ЛЧМ сигнала;

- длительность сигнала;

- максимальное и минимальное значение частоты радиосигнала.

Фаза сигнала с ЛЧМ определяется как:

(3.3.2)

Тогда ЛЧМ сигнал описывается следующим выражением:

(3.3.3)

где - амплитуда; - начальная фаза [9].

Основные параметры разрабатываемого банка ЦФ:

Частота дискретизации fs=102 МГц;

Количество каналов k=16;

Количество коэффициентов фильтра прототипа n=768.

Другие материалы

Проектирование кабельной линии АТ и С на участке железной дороги Армавир-Шедок
Главная задача, поставленная перед железнодорожным транспортом, обеспечение всевозрастающей потребности народного хозяйства в перевозках, повышение скоростей и безопасности движе ...

Разработка принципиальной схемы и конструкции приемного устройства шумоподобных сигналов
Проблема создания широкополосных приемных устройств (ШПУ) с расширенным динамическим диапазоном традиционно является одной из основных задач радиоэлектроники СВЧ. Основной причиной, препятст ...

Разработка идентификатора для определения периода доплеровского сигнала
Сигнал - материальный носитель информации, используемый для передачи сообщений в системе связи. Сигналом может быть любой физический процесс, параметры которого изменяются в соответс ...

Копирайт 2019 : www.ordinarytech.ru