Модель цифрового фильтра с фазовращателем в среде MATLAB



В статье описано создание модели цифрового фильтра частотной выборки с фазовращателем на основе повышенной чувствительности.

Ключевые слова: цифровой фильтр, фазовращатель, выборка.

На рис. 1 представлена структурная схема цифрового фильтра (ЦФ) с фазовращателем и внесением фазового сдвига на входе.

Рис. 1. Структурная схема ЦФ с внесением фазового сдвига на входе

В представленной структуре блок 1 является блоком памяти, содержащей N отсчётов входного сигнала; блок 2 — сумматор; блок 3 — блок памяти, содержащий информацию о действительной и мнимой составляющих поворачивающего вектора для отсчётов входного сигнала; блок 4 — блок памяти, содержащий действительную и мнимую составляющие поворотного вектора для гармонической составляющей элементарного цифрового фильтра (ЭЦФ) [1].

Рис. 2. Алгоритм работы цифрового фазовращателя

Блоки 5, 6, 7, 8, 9, 10 — умножители, формируют соответственно действительную и мнимую составляющие гармонической составляющей ЭЦФ, которые хранятся, соответственно, в блоках памяти 13 и 14; действительная составляющая при этом передаётся на выход ЭЦФ; блок суммирования формирует отсчёты выходного сигнала ЦФ из выходных отсчётов ЭЦФ. Блок памяти 3 хранит в себе действительную и мнимую составляющие поворотного вектора.

Алгоритм работы цифрового фазовращателя для одного интервала дискретизации приведен выше на рис. 2. В этом случае блок управления фазой можно рассматривать как блок памяти с заранее заложенными в него коэффициентами. Модель в среде Matlab представлена на рис. 3. Результат работы модели представлен на рис. 4.

Рис. 3. Структурная схема модели

Рассмотрим возможность смещения ФЧХ в динамике. Для этого запрограммируем блок управления смещением на изменение значения поворачивающего вектора с на в момент времени t = 2 c. На рис. 5 приведён результат работы модели. При перестройке ЦФ под воздействием управляющего сигнала возникает переходный процесс, который занимает длительность .

Таким образом, в настоящей публикации приведена модель цифрового фильтра с фазовращателем, а также произведено ее исследование.

Рис. 4. Результат работы модели, диаграммы: 1 — выходной сигнал ЦФ; 2 — смещение фазы; 3 — выходной сигнал ЦФ со смещённой ФЧХ; 4 — смещение его фазы

Рис. 5. Результат работы модели, диаграмма: 1 — выходной сигнал ЦФ; 2 — смещение его фазы

Литература:

1. Богнер, Р. Введение в цифровую фильтрацию [Текст]: учеб. пособие для студентов / Р. Богнер, А. Константинидис. — М.: Мир, 1976. — 216 с.