ВУЗ:
Составители:
53
Wz A z z A H z
ii
i
l
i
i
l
() ( ) ()=++=
−−
==
∏∏
1
1
1
2
2
11
αα
. (3.49)
Схема фильтра имеет тот же вид, что и схема соответствующего Р-фильтра,
но каждая передаточная функция H
i
(z) в общем случае реализуется квадратичным
блоком (рис.3.18,б).
3.11.Аналитический синтез фильтров методом подбора базиса
Рассмотрим метод аналитического синтеза спектральных ЦФ, основанный
на учете особенностей специально подбираемых СБФ. Этот метод позволяет запи-
сать задачу цифровой фильтрации в терминах выбранных СБФ, что в конечном
счете и обусловливает одну из важных его особенностей - возможность на единой
математической основе строить фильтры с различными критериями оптимизации.
Обратимся к
общей постановке задачи цифровой фильтрации, считая, что
входной сигнал представлен в виде
um gm nm gG m nm
kk
kr
r
() () () () ()=+= +
=−
∑
1
2
, (3.50)
где g
k
- некоторые коэффициенты, подлежащие определению; G
k
(m) - известные
функции времени; n(m) - аддитивная помеха, представляющая собой случайную
функцию времени с известными статистическими характеристиками. Спектр
входного сигнала по некоторой системе ортонормированных функций {
ϕ
α
(i)} за-
писывается выражением
cj
N
uj i i
i
N
αα
ϕ
() ( ) ()=−
=
−
∑
1
0
1
(3.51)
и вследствие свойства аддитивности шума состоит из двух составляющих:
cj cj cj
ααα
() () ()
*'
=+, (3.52)
где
cj
N
gj i i
i
N
αα
ϕ
*
() ( ) ()=−
=
−
∑
1
0
1
, (3.53)
cj
N
nj i i
i
N
αα
ϕ
'
() ( ) ()=−
=
−
∑
1
0
1
,
α
∈
[, ]0
N
. (3.54)
Здесь
cj
α
*
()- спектр полезного сигнала; cj
α
'
()- спектр помехи.
Если СБФ выбрана таким образом, что часть спектральных коэффициентов
при разложении полезного сигнала равна нулю, то данные коэффициенты в соот-
ветствии с выражением (3.52) содержат только шумовую составляющую, и, следо-
вательно, могут быть исключены без искажения полезного сигнала.
При восстановлении сигнала по оставшемуся спектру образуется сигнал
uj i()− , состоящий из той же полезной составляющей и оставшейся не отфильт-
рованной части помехи:
uj i gj i n j i c j j()()() ()()−= −+
′
−=
∑
α
α
α
ϕ
. (3.55)
В выражении (3.55) суммирование проводится по номерам неисключенных
спектральных коэффициентов, например, по номерам
α
, принадлежащим области
номеров
α
*
.
Вследствие указанных свойств используемой СБФ сигнал
uj i()− по виду
l l
W ( z ) = A∏ (1 + α1i z −1 + α2i z − 2 ) = A∏ Hi ( z ) . (3.49)
i =1 i =1
Схема фильтра имеет тот же вид, что и схема соответствующего Р-фильтра,
но каждая передаточная функция Hi(z) в общем случае реализуется квадратичным
блоком (рис.3.18,б).
3.11.Аналитический синтез фильтров методом подбора базиса
Рассмотрим метод аналитического синтеза спектральных ЦФ, основанный
на учете особенностей специально подбираемых СБФ. Этот метод позволяет запи-
сать задачу цифровой фильтрации в терминах выбранных СБФ, что в конечном
счете и обусловливает одну из важных его особенностей - возможность на единой
математической основе строить фильтры с различными критериями оптимизации.
Обратимся к общей постановке задачи цифровой фильтрации, считая, что
входной сигнал представлен в виде
r2
u(m) = g (m) + n(m) = ∑ g G (m) + n(m) ,
k =− r1
k k (3.50)
где gk - некоторые коэффициенты, подлежащие определению; Gk(m) - известные
функции времени; n(m) - аддитивная помеха, представляющая собой случайную
функцию времени с известными статистическими характеристиками. Спектр
входного сигнала по некоторой системе ортонормированных функций {ϕα(i)} за-
писывается выражением
1 N −1
cα ( j ) = ∑ u( j − i )ϕα (i ) (3.51)
N i =0
и вследствие свойства аддитивности шума состоит из двух составляющих:
cα ( j ) = cα* ( j ) + cα' ( j ) , (3.52)
где
1 N −1
cα ( j ) = ∑ g ( j − i )ϕα (i ) ,
*
(3.53)
N i =0
1 N −1
cα' ( j ) = ∑ n( j − i )ϕα (i ) , α ∈[0, N ] . (3.54)
N i =0
Здесь cα* ( j ) - спектр полезного сигнала; cα' ( j ) - спектр помехи.
Если СБФ выбрана таким образом, что часть спектральных коэффициентов
при разложении полезного сигнала равна нулю, то данные коэффициенты в соот-
ветствии с выражением (3.52) содержат только шумовую составляющую, и, следо-
вательно, могут быть исключены без искажения полезного сигнала.
При восстановлении сигнала по оставшемуся спектру образуется сигнал
u( j − i ) , состоящий из той же полезной составляющей и оставшейся не отфильт-
рованной части помехи:
u( j − i ) = g ( j − i ) + n ′( j − i ) = ∑ cα ( j )ϕα ( j ) . (3.55)
α
В выражении (3.55) суммирование проводится по номерам неисключенных
спектральных коэффициентов, например, по номерам α, принадлежащим области
номеров α*.
Вследствие указанных свойств используемой СБФ сигнал u( j − i ) по виду
53
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 51
- 52
- 53
- 54
- 55
- …
- следующая ›
- последняя »
