Úloha je zaměřena na sestavení tolerančního schematu ze zadání požadavků na funkci filtru a na realizaci ARC filtru. Při řešení využijeme "návrhovou stránku" Ondřeje Koblihy.
Navrhněte dolní propust (DP) jako antialiasingový filtr
pro digitální zpracování akustického signálu v kmitočtovém pásmu
0 - 8kHz (jedná se o řečový signál). Zvolené vzorkování:
vzorkovací kmitočet = 24kHz, délka slova = 10bitů.
Poznámky:
Vybereme Cauerovu (nejnižší stupeň i počet součástek).
Pro návrh ARC filtru lze využít návrhovou stránku, pro návrh LC filtru vznikne problém.
Úkol: Definujte tento problém.
K návrhu proto použijeme Saalův katalog -
filtr C0625b.
Poznámka: Vybraný filtr má amax=0.2803 dB. V katalogu lze vybírat
různé hodnoty přiblížení prvého útlumového pólu k mezi propustného pásma a tím měnit
strmost charakteristiky (a současně amin). V našem případě jsme vybrali
případ, kdy je mez nepropustného pásma NDP dána hodnotou 1.503889 a
amin=60.7 dB (což se jeví blízké našim hodnotám 1.5 a 60.2). Je ale třeba
ověřit, zda skutečně filtr vyhoví.
Realizace LC filtru
Hodnoty součástek jsou uvedeny přímo v katalogu.
Kontrolní analýzu provedeme pomocí libovolného
analytického programu, např. pomocí programu SADYS.
Po provedení analýzy je vhodné porovnat výsledky
s údaji uvedenými v tabulce katalogu (filtr C0625b) .
Vzhledem k tomu, že výsledek nevyhověl (viz poznámka u aproximace), můžeme zkusit
jinou cestu návrhu. Použijeme program SYNTFIL (program pro návrh filtrů v DOSu),
kterým si pro zadané toleranční schema necháme navrhnout filtr. Tento
návrh pak stejně
jako v předchozím případě ověříme.
Poznámka: Při srovnávání si je třeba uvědomit, že program SADYS
zobrazuje výsledky zásadně s nezávisle proměnnou f [Hz], zatímco
normovaný kmitočet (používaný u NDP) má charakter kruhového
kmitočtu => je třeba uvažovat pro přepočet koeficient 2×PI.
Řešení je součástí domácí úlohy, proto
výsledky nejsou uvedeny.
Návrh byl proveden pomocí návrhové stránky.Obsah:
mez propustného pásma
8kHz
mez nepropustného pásma
12kHz
amax
0.2 - 0.5 dB
amin
60.2 dB
mez nepropustného pásma NDP
1.5
mez propustného pásma aproximace
0.2 dB 0.28 dB 0.5 dB Butterworthova
21 21 20 Čebyševova
10 10 10 Cauerova
6 6 6
Dále je třeba si uvědomit, že výsledek je v souladu se
vztahy pro definování provozního činitele přenosu a přenosu posunut v amplitudě.
©Petr Bores