Дискретные системы и цифровая обработка сигналов. Дахнович А.А. - 47 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

5. Методы и алгоритмы
цифровой обработки сигналов
5.1. СПЕКТРАЛЬНЫЙ СОСТАВ СИГНАЛОВ В
СИСТЕМЕ ЦОС
Рассмотрим еще раз обобщенную структурную схему системы цифровой обработки сигналов (ЦОС) реального времени
(рис. 5.1).
Рис. 5.1
D
f
– частота дискретизации входного аналогового сигнала
)(tx
;
т
f
– тактовая частота устройства ЦОС
АЦП, ЦАП, ФНЧ1 и ФНЧ2 образуют аналоговый интерфейс ввода/вывода ЦОС.
Вначале входной аналоговый сигнал
)(tx ограничивается по спектру с помощью ФНЧ1, который имеет частоту среза
2
в
D
f
F <
и служит для предотвращения наложения спектров при дискретизации. Сглаженный входной сигнал )(
~
tx подвер-
гается дискретизации с помощью АЦП и его цифровой аналог
)(kx подается на устройство ЦОС.
Обработанный цифровой сигнал
)(ky преобразуется далее обратно в аналоговую форму )(
~
ty , а для устранения пара-
зитных высокочастотных составляющих, возникающих при всех этих преобразованиях сигнала, на выходе включается сгла-
живающий ФНЧ2.
На рис. 5.2 представлен примерный вид спектров сигналов в отмеченных выше сечениях системы. Для упрощения об-
ласть, соответствующая отрицательным частотам, на рисунке не показана, так как она является зеркальным отображением
того, что представлено. Для конкретности рассмотрен случай, когда устройство ЦОС – это идеальный полосовой фильтр с
граничными частотами
н
f и
в
f .
Из рисунка видно, что для повышения качества работы системы ЦОС следует стремиться увеличить частоту дискрети-
зации
D
f , так как при этом облегчается фильтрация зеркальных частот. Есть еще одно очень важное обстоятельство – уве-
личение
D
f приводит к увеличению отношения сигнал/шум. Имеется в виду шум квантования АЦП, который имеет, как
было сказано ранее, среднюю мощность
12
)МЗР1(
2
2
=σ .
Величина σ имеет смысл среднеквадратического (действующего) значения шумового напряжения.
Анализ показывает, что в первом приближении можно считать, что спектр этого шума равномерно распределен и огра-
ничен частотами 0 и
2
D
f
. Соответственно, его спектральная плотность мощности постоянна и равна
D
f
fW
2
2
)(
σ
=
. (5.1)
ЦАП
Сглаживающий
ФНЧ 2
)(
~
ty
)(ky
)(ty
Декодер
Антиэлайсинговый
ФНЧ 1
АЦП
Устройство
ЦОС
)(tx )(
~
tx
)(kx
)(ky
D
f
D
ff >>
т
Кодер

Страницы