Проектирование цифрового фазового звена (стр. 4 из 4)

Необходимо провести коррекцию в программе, заменив эти константы.

Принятые ранее решения по аппаратной части и программе изменятся в минимальной степени, если при F_{CLK МП} = 4,8 МГц тактовые импульсы для АЦП и таймера с частотой F_CLKАЦП = F_{CLK Т} = 1,2 МГц получить путем деления на четыре в счетном триггере.

Расчет АЧХ и ФЧХ устройства для заданных и реальных значений коэффициентов. Оценка устойчивости устройства

Разностное уравнение проектируемого фильтра в общем виде можно представить следующим образом:

y_n = b ₂₀ x _n + b ₂₁x _{n - 1} + b ₂₂x _{n - 2} - a ₂₁ y _{n - 1} - a ₂₂ y _{n - 2}

Коэффициенты b_2i, a_2iопределяют характеристики фильтра.

При значениях коэффициентов

b₂₀ = 0.85; b₂₁ = 0; b₂₂ = 1; a₂₁ = 0; a₂₂ = 0.85

фильтр имеет АЧХ фазового звена.

Разностное уравнение задает во временной области порядок получения выходной последовательности отсчетов из входной. Приведенное уравнение соответствует однокаскадному цифровому фильтру: каскад вычисляет выходную последовательность y_n.

В z-плоскости свойства цифрового фильтра описывает передаточная функция H (z), которая при однокаскадной структуре и для приведенного выше разностного уравнения имеет вид:

При z= e^jwT= e^j2pfT, где Т = Т_Д = 1/F_Д (F_Д = 8 кГц) сигнал на входе фильтра - синусоида с частотой fи с единичной амплитудой, а функция H (e^j2pfT) равна частотной характеристике фильтра, из которой можно получить АЧХ и ФЧХ.

Значения коэффициентов разностного уравнения определяют форму и параметры частотных характеристик, поэтому для выявления влияния их приближенного представления следует рассчитать АЧХ и ФЧХ при заданных (точных) и реальных (приближенных) значениях коэффициентов:

H_T (2pf) = ôH_Т (e^j2pfT) ôи H_P (2pf) = ôH_Р (e^j2pfT) ô.

Расчёт заданной

и реальной ФЧХ по формулам:

= arg (H_Т (e^j2pfT) и = arg (H_Р (e^j2pfT))

,

Для проектируемого фазового звена:

Результаты расчета заданной H_T (f) (на графике сплошная красная линия) и реальной H_P (f) (на графике пунктирная синяя линия) АЧХ приведены на следующих графиках:

Для сравнения заданной и реальной АЧХ рассмотрим небольшой участок графиков этих характеристик:

Результаты расчета заданной

(на графике сплошная красная линия) и реальной (на графике пунктирная синяя линия) ФЧХ приведены на следующих графиках.

Для сравнения заданной и реальной ФЧХ рассмотрим небольшой участок графиков этих характеристик:

Если все полюсы системной функции

, т.е. корни уравнения , по модулю не превосходят единицы и лежат, таким образом, внутри единичного круга с центром в точке , то фильтр будет устойчив.

Для проектируемого фильтра есть только один полюс. При заданных коэффициентах он равен

, а при реальных (приближенных) коэффициентах . Т.е. и, следовательно, данный фильтр будет устойчив.

Устройство является устойчивым, потому что полюс z= - 0.9219544 передаточной функции H (z) входит в единичную окружность на z - плоскости.

Заключение

В данном курсовом проекте было разработано МП-устройство. Также была составлена программа, которая обеспечивает работу этого устройства как фазовое звено. Аппаратная часть по возможности была минимизирована, а программа оптимизирована, что обеспечивает работу устройства в реальном масштабе времени. Основой данного устройства являются набор К1821 и АЦП КР572ПВ3, что соответствует заданию.

Список использованных источников

1. Цифровые устройства и микропроцессоры: Методические указания к курсовой работе. /Сост.Н.И. Сальников, - Рязань: РРТИ, 1990 г. N 1767.

2. Рафикузаман М. Микропроцессоры и машинное проектирование микропроцессорных систем: В 2-х кн. Пер. С англ. - М.: Мир, 1988 г.

3. Щелкунов Н.Н., Дианов А.П. Микропроцессорные средства и системы. - М.: Радио и связь, 1989 г.

4. Микропроцессорные комплекты интегральных схем: состав и структура. Справочник / Под ред. А.А. Васенкова, В.А. Шахнова. - М.: Радио и связь, 1982 г.

5. Программирование микропроцессорных систем: Учебн. пособие для вузов. /Под ред. В.Ф. Шаньгина. - М.: Высшая школа, 1990 г.

6. Федорков Б.Г., Телец В.А. Микросхемы ЦАП и АЦП:

7. функционирование, параметры, применение. - М.: Энергоатомиздат,

8. 1990 г.

9. Балашов Е.П., Григорьев В.Л., Петров Г.А. Микро - и мини-ЭВМ: Учебн. пособие для вузов. - Л.: Энергоатомиздат, 1984 г.

10. Перельман Б.Л., Шевелев В.И. Отечественные микросхемы и зарубежные аналоги: Справочник, "НТЦ Микротех", 1998 г.

11. Микросхемы для аналого-цифрового преобразования и средств мультимедиа. Выпуск 1 - М. ДОДЭКА, 1996 г.

12. Электронный справочник логических микросхем.