Реферат: Разработка схемы электронного эквалайзера

Организация интерфейса между устройствами аналогового ввода-вывода, кодеками и DSP-процессорами

Введение

Цифровой эквалайзер (многополюсный регулятор тембра) – это набор активных фильтров с амплитудами, настраиваемыми на создание формы передаточной функции ряда частотных полос.

Коэффициенты всех фильтров, образующих эквалайзер, хранятся в памяти сигнального процессора и считываются при настройке процессора на пропускание сигнала через соответствующий фильтр.

На одном сигнальном процессоре программно реализуется весь набор цифровых фильтров. Выборки сигнала частично хранятся в кольцевом буфере процессора и постоянно обновляются.

Вычисления проводятся в реальном масштабе времени, поэтому быстродействие процессора должно быть соотнесено с частотой дискретизации обрабатываемого сигнала.

Задание к курсовой работе

Возможно вы искали - Реферат: Расчёт и проектирование маломощных биполярных транзисторов

В курсовой работе необходимо разработать эквалайзер – устройство, относящееся к цифровой обработке сигналов и применяемое в микропроцессорной технике в системах передачи информации.

В курсовом проекте рекомендуется использовать в качестве базового сигнальный процессор семейства ADSP-21xx фирмы ANALOGDEVICES (США), так как процессоры этой фирмы являются оптимальными по соотношению цена/качество и находят широкое применение в отечественных системах цифровой обработки сигналов.

Границы диапазонов частот фильтра представлены таблице 1:

Таблица 1.

Цифровая фильтрация

Цифровой фильтр – это линеиная импульсная система, обеспечивающая преобразование цифрового сигнала в соответствии с некоторой предопределенной АЧХ или АФЧХ, если важна начальная фаза. Пусть аналоговый непрерывный сигнал – есть функция времени x ( t ) . Тогда дискретный сигнал x ( nT ) может быть получен путем взятия отсчетов аналогового ситнала в моменты времени 0,T,2T,…,nT. В операторной форме это можно представить следующим образом:

Известно:

Похожий материал - Реферат: Расчет ЧМ РПУ на ИМС

Умножение на в комплексной области эквивалентно запаздыванию на один такт во временной области.

Цифровой фильтр описывается разностным уравнением:

a₀ ٠x[n] + a₁ ٠x[n-1] + … + a_m ٠x[n-m] = b₀ ٠y[n] + b₁ ٠y[n-1] + … + b_l ٠y[n-l],

или уравнением в форме Z-преобразования:

X(Z)٠(a₀ + a₁ ٠Z^-1 + …+ a_m ٠Z^-m ) = Y(Z)٠(b₀ + b₁ ٠Z^-1 + …+ b_l ٠Z^-l ).

Как видно из уравнений, при вычислениях в памяти процессора необходимо сохранять два массива постоянных коэффициентов. Массивы значений входных и выходных сигналов обновляются на каждом такте работы системы. Кроме того, для вычисления значения выходного сигнала y [ n ] необходимо знать все его предыдущие значения и соответствующие им значения входного сигнала (x должен храниться m тактов после поступления).

Таким образом, при вычислении необходим массив из m членов, который сдвигается на каждом такте. Работа с таким массивом занимает много времени, поэтому реально используют кольцевые буферы цифровых сигнальных процессоров.

Очень интересно - Реферат: Расчет дифференциального каскада с транзисторным источником тока

Для того, чтобы система обладала заданными свойствами, требуется наити коэффициенты разностных уравненийили передаточную функцию. Передаточная функция для импульсных систем в форме Z-преобразования выглядит следующим образом:

Y ( p )/ X ( p )= H ( Z ).

Различают два вида фильтрации дискретных сигналов-нерекурсивную и рекурсивную. Деиствительная нерекурсивная фильтрация сигнала x ( nT ) задается выражением:

y [ n ] =∑ a_k ٠x [ n - k ].

Это уравнение фильтра с конечным импульсным откликом. Под импульсным откликом понимаем импульсную переходную функцию k ( t ) фильтра, то есть его реакцию на функцию.

Деиствительная рекурсивная фильтрация задается выражением:

y [ n ] =∑ a_k ٠x [ n - k ] + ∑ b_k ٠y [ n - k ].

Принципиальное отличие этого выражения от предыдущего в том, что в правой части содержатся значения выходного сигнала. Импульсная переходная функция такой системы теоретически не может быть равной нулю. Поэтому она носит название фильтра с бесконечным импульсным откликом(IIRF). В обоих выражениях через:

Вам будет интересно - Сочинение: Рассчет корректирующих цепей широкополосных усилительных каскадов на биполярных транзисторах

- ak и bk обозначены коэффициенты фильтрации;

- N и L -порядки фильтрации;

- y ( n ) –n-ый отсчет дискретного сигнала,получающегося в результате фильтрации.

Следует отметить, что если допустить N =1 , то рекурсивная фильтрация всегда может быть заменена нерекурсивной фильтрацией. В частности, рекурсивная фильтрация с N =1. L =1 . эквивалентна нерекурсивной фильтрации с N.

Характеристика уравнения фильтра с конечным импульсным откликом.

Уравнения фильтра с конечным импульсным откликом имеют некоторые конструктивные преимущества по сравнению с уравнениями фильтра бесконечных импульсных откликов.

Похожий материал - Реферат: Расчет на ЭВМ характеристик выходных сигналов электрических цепей

1. Структурная устоичивость.

Разностное уравнение фильтра с конечным импульсным откликом содержит только правую часть. Это значит, что передаточная функция не содержит знаменателя:

H(Z) = = a₀ + a₁ ٠Z^-1 + …+ a_m ٠Z^{- m} .

Характеристическое уравнение не содержит корней. Следовательно, при любых значениях коэффициентов ai система будет устоичива к колебениям.

2. Отсутствие накапливаемой ошибки.