19538

Фильтры второго и высших порядков

Лекция

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

1 Лекция 7. Фильтры второго и высших порядков Определение фильтра второго порядка Примером фильтра вторго порядка является фильтр . Рассматриваем только вещественный случай. Переходя к Z преобразованию получим: . Найдя корни многочлена в знаменателе пере

Русский

2013-07-12

452.79 KB

6 чел.

1

Лекция 7. Фильтры второго и высших порядков

Определение фильтра второго порядка

Примером фильтра вторго порядка является фильтр . Рассматриваем только вещественный случай. Переходя к Z- преобразованию, получим: . Найдя корни многочлена в знаменателе, перепишем

. Это означает, что фильтр есть последовательное соединение двух фильтров первого порядка. Для устойчивости достаточно потребовать, чтобы все корни были по модулю меньше единицы. Это означает, что . Рассмотрим вещественный случай: . Это область под параболой. Условие на модуль первого корня имеет вид . Возводя второе неравенство в квадрат, получим . Для выполнения первого  из неравенств достаточно чтобы . Аналогичное рассмотрение условия на второй корень дает . Окончательно, область имеет форму. Для  комплексных корней . Кроме того, квадрат модуля корня равен , откуда вытекает, что . Объединяя обе области, получаем треугольник устойчивости.

Другими словами, если точка с координатами  попадает внутрь треугольника, соответствующий фильтр будет устойчивым.

Фильтры высших порядков

Предположим, что передаточная функция фильтра имеет вид

, где в числителе и знаменателе стоят вещественные многочлены, причем  имеет степень выше двух. В этом случае имеет место разложение  на неприводимые многочлены первой и второй степеней с вещественными коэффициентами, а сам фильтр можно заменить последовательным соединением  фильтров. Если  и сомножители взаимно простые, то для некоторых многочленов . Отсюда следует, что . Другими словами, фильтр можно представить как праллельное соединение двух фильтров. Построив базисные фильтры второго и первого порядка, можно с их помощью реализовать фильтр любого порядка.

Фильтр Баттеруорта (Butterworth)

Это один из базисных фильтров. Фильтр низких частот имеет передаточную функцию

,  (1)

Это фильтр порядка М . В зависимости от значений  меняются характеристики фильтра. Задача заключается в отыскании вещественных коэффициентов фильтра по заданным параметрам. Будем искать фильтр в виде

. Передаточная функция имеет вид . Положим . Тогда  и Должно быть выполнено равенство . Слева и справа находятся аналитические функции от z. Если они совпадают на какой-либо линии, они равны всюду, где имеют смысл.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

74942. Умножение чисел, заканчивающихся нулями 126.5 KB
  Цель: закрепить навыки умножения чисел заканчивающихся нулями на однозначное число; совершенствовать навыки устного счета навыки решения задач; развивать логическое мышление математическую речь внимание умение работать в группах; воспитывать интерес к математике чувство товарищества.
74943. Круглі числа. Периметр прямокутної ділянки. Знаходження суми та різниці багатозначних чисел 394.5 KB
  Мета уроку: повторити закріпити поглибити удосконалити знання учнів із розділів Круглі числа. Робота з круглими числами Дивлячись на утворені числа назвіть по пам’яті первоначальні числа. Я хочу ще додати інформацій про бджіл вчитель називає та вивішує числа...
74944. Ділення з остачею на двоцифрове число 136.5 KB
  Удосконалювати вміння розв’язувати задачі на пропорційне ділення. Розвивати обчислювальні навички. Під час подорожі ми ознайомимося із діленням з остачею на двоцифрове число закріпимо вміння ділити числа що закінчуються нулями удосконалимо вміння розв’язувати задачі.
74945. Умножение многозначного числа на однозначное число 447 KB
  Цели: продолжать знакомить учащихся с приёмом письменного умножения многозначного числа на однозначное число; совершенствовать устные и письменные вычислительные навыки; развивать умение решать задачи; закреплять умение рассуждать делать выводы.
74946. Правило обчислення площі прямокутника та його застосування. Знаходження значень виразів на сумісні дії 162 KB
  Мета: повторити поняття «площа» та «квадратний сантиметр»; навчити користуватись правилом обчислення площі; проводити роботу, спрямовану на запобігання змішувань понять «площа» і «периметр»; розвивати логічне мислення, пам’ять; виховувати організованість і дисципліну розумової праці дітей.
74947. Дроби. Вершки и корешки 138.5 KB
  Деление на команды Все вы знаете русскую народную сказку Вершки и корешки. Мы разделимся на команды Вершки и Корешки. Команды это I и II вариант. Сейчас проведем тендер конкурс на право выбора названия варианта-команды: команда числителя Вершки и команда знаменателя Корешки.
74949. Заміна одних одиниць вимірювання величин іншими. Розв’язування задач на дві дії та складання обернених задач 129.5 KB
  Заміна одних одиниць вимірювання величин іншими. Формувати вміння використовувати набуті знання для заміни одних одиниць вимірювання величин іншими. Познайомити учнів зі старовинними одиницями вимірювання довжини і маси.
74950. Розв’язування задач на знаходження швидкості, часу та відстані 92 KB
  Мета: Ознайомити учнів зі способами визначення відстані, швидкості та часу; за допомогою пилки» формувати вміння розв’язувати задачі на основі творчих видів роботи; розвивати обчислюванні навички.