Программное обеспечение инфокоммуникационных технологий

Содержание

Задание 3
1. Структурная схема АЦП 5
2. Расчет АФНЧ 6
3. Расчет элементов схемы аналогового ФНЧ 10
4. Расчет цифрового ФНЧ 14
Список литературы 19


В процессе выполнения задания необходимо:
а) привести структурную схему АЦП с пере-дискретизацией и описать назначение каждого элемента этой схемы;
б) по данным таблицы 1 в соответствии с вариантом, выбрать данные для расчета аналогового фильтра нижних частот (АФНЧ), положив требуемое затухание на граничной частоте полосы непропускания (Amin) равным 20 дБ; Расчет характеристик фильтра ведется по заданным значениям неравномерности группового времени запаздывания (Amax, дБ) в полосе пропускания (граничная частота fPP ) и требуемому затуханию (Amin, дБ) на граничной частоте полосы непропускания (fpn) (рисунок 1)

Рисунок 1

в) рассчитать минимальный порядок АФНЧ Баттерворта и Чебышева;
г) для фильтра имеющего наименьший порядок рассчитать с помощью программной среды MathCAD амплитудно-частотную (АЧХ), фазочастотную (ФЧХ) характеристики и зависимость группового времени запаздывания от частоты (τ(w));
д) сравнить полученные значения времени запаздывания с нормами для звуковых сигналов в радиовещательных трактах (таблица 2). Если полученные значения для выбранного типа АФНЧ не удовлетворяют нормам, то необходимо выполнить аналогичные расчеты для другого типа фильтра и произвести окончательный выбор типа АФНЧ (если оба типа не удовлетворяют требованиям, то необходимо уменьшить требования к АФНЧ по Amin на 2-10 дБ пока требования не будут удовлетворяться и повторить расчеты;
е) произвести расчеты элементов схемы аналогового фильтра и составить ее;
ж) для цифрового фильтра определить требуемое затухание на граничной частоте полосы непропускания, равной
дБ,
здесь – рабочее затухание АФНЧ;
з) выполнить расчет АЧХ, ФЧХ и группового времени запаздывания τ(w) для заданного вида цифрового фильтра нижних частот (ЦФНЧ) – таблица 2;
и) произвести анализ полученных результатов.

Таблица 1.
No Варианта A_min, дБ A_max, дБ wn f_д, кГц A_max', дБ Тип фильтра
10 20 0,5 1,2 48 1,3 Ч1

В таблице 2 заданы нормы на групповое время запаздывания (τd) для ряда частот в соответствии со стандартами для трактов радиовещательных сигналов.

Таблица 2.
w 4∙〖10〗^(-3) 7,5•10-3 0,01 0,64 0,7 1,4 1,5
τd, мс 55 24 20 5 10 8 12

Пояснения к обозначениям в таблице 1, 2.

 fв ( обычно fPP = fв )– верхняя частота звукового сигнала, соответствует граничной полосы пропускания ФНЧ (обычно при расчете фильтра принимается в качестве нормирующей частоты);
 Аmin – рабочее затухание на граничной частоте полосы непропускания АФНЧ (выбирается равной половине частоты дискретизации fд из таблицы 3);
 Аmax – неравномерность затухания в полосе пропускания АФНЧ;
 fд – исходная частота дискретизации (fд ≥ 2fв);
  – неравномерность затухания в полосе пропускания ЦФНЧ;
В таблице 2 значения частоты нормированы относительно частоты 10 кГц (w=f/10), где f – текущая частота в кГц.
В таблице 3 в строке «тип фильтра» букве Ч1 соответствует фильтр Чебышева 1-го рода, Б – Баттерворта и К – Кауэра.

2013, СибГУТИ, Оболонин, Зачет.