БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Кафедра РТС

РЕФЕРАТ

На тему:

«Цифровые частотные дискриминаторы, фильтры и генераторы опорного сигнала»

МИНСК, 2008

Цифровые частотные дискриминаторы

Известны два типа частотных дискриминаторов:

- цифровая реализация аналогового прототипа дискриминатора с расстроенными контурами;

- частотный дискриминатор, реализующий принцип частотомера или периодомера.

Схема цифрового частотного дискриминатора с расстроенными контурами приведена на рис. 1 +

Рис. 1 Цифровой частотный дискриминатор

АЦП преобразует сигнал в код.Частота выборки определяется спектром сигнала. Далее сигнал в цифровом виде поступает на два цифровые фильтра со смещенными резонансными частотами, являющиеся аналогом расстроенных контуров; смещение резонансных частот должно обеспечивать необходимую крутизну дискриминационной характеристики.

Рис. 2 иллюстрирует формирование дискриминационной характеристики.

Рис.2. Формирование дискриминационной характеристики:

z1(f) и z2(f) – модули комплексного сопротивления фильтров

Далее сигнал подается на квадратичные преобразователи, сумматор и накопитель, позволяющий накапливать выборки входного сигнала.

Дискриминатор, использующий принцип счета пересечений нулевого уровня (рис. 3) функционирует на принципе частотометра, используя метод счета числа пересечений сигналом нулевого уровня за фиксированный интервал времени и сравнения числа с эталоном.

Рис. 3. Схема и временные диаграммы работы частотного дискриминатора

Число накапливаемых импульсов на интервале

; ;,

где – время накопления.

За время  подсчитывается число пересечений N и сравнивается с эталонным числом N0, предварительно записанным в счетчик. Далее код разности чисел считывается со счетчика и подается на цифровой фильтр. Устройство управления обеспечивает сброс счетчика и запись нового числа. Дискрет квантования частоты можно определить следующим образом

Пусть количество импульсов, записанных в счетчик с частотой F1, равно

, (1)

а число импульсов с частотой F2 равно

 (2)

Вычтем (1) из (2):

 (3)

Из выражения (3) определим дискрет квантования частоты, определяющий точность преобразования частоты в код

= .

Уменьшение дискрета квантования обеспечивается при использовании принципа периодомера, при котором определяется интервал времени соответствующий фиксированному числу периодов входного сигнала посредством заполнения этого интервала счетными импульсами высокой частоты. Затем этот интервал сравнивается с эталонным, соответствующим переходной частоте дискриминатора.

Цифровые фильтры

Синтез передаточной функции цифрового фильтра. Для синтеза передаточной функции цифрового фильтра часто используется метод дискретизации аналогового фильтра-прототипа.

На основе теории аналоговых фильтров определяется передаточная функция, удовлетворяющая заданным требованиям. Затем производится дискретизация в соответствии с приведенной схемой (рис. 4). Непрерывный фильтр преобразуется в дискретную систему путем включения на его входе импульсного элемента и формирующего фильтра. ............