Вопрос 21. Как пересчитать требования к дискретному (цифровому) фильтру в требования к аналоговому прототипу?

Следует иметь в виду, что частотная характеристика аналогового фильтра определена на всей положительной полуоси частот, в то время как у дискретного фильтра она имеет тот же смысл только до частоты , затем она периодически повторяется (рис. 50). Ясно, что шкала частот дискретного фильтра оказывается деформированной относительно шкалы частот аналогового фильтра. Соответствие этих шкал легко установить из билинейного преобразования (28). Перепишем его в виде:

blank. (30)

Обозначим, во избежание путаницы, нормированную частоту для аналогового фильтра-прототипа blank, обычную (т.е. ненормированную) частоту для дискретного фильтра будем, как и ранее, обозначать буквой f, а нормированную — буквой W. Теперь заменим в (30) комплексную переменную p на blank, а комплексную переменную z на blank и установим соответствие между частотами f (или W) и blank:

blank.

Отсюда легко получить, что

blank

или

blank. (31)

При изменении частоты f от 0 до blank, или нормированной частоты Wот 0 до 0,5, нормированная частота blank в шкале аналогового прототипа будет пробегать значения от 0 до бесконечности (рис. 58, б).

Во многих справочниках по расчету фильтров граничная частота полосы пропускания принимается равной blank. Чтобы частота blank (или blank) дискретного фильтра пересчитывалась в blank (рис. 58, б), из (31) ясно, что коэффициент g нужно взять равным:

blank. (32)

Пример 21.1. Рассчитаем дискретный ФНЧ с параметрами: blank = 8 кГц; blank = 1 кГц; blank = 3 кГц; DA = 1,4 дБ; blank = 40 дБ.

По формуле (32) находим blankи по формуле (31) определяем нормированную граничную частоту полосы непропускания blank аналогового НЧ-прототипа:

blank.

Тем самым, произведен пересчет требований, предъявленных к дискретному фильтру (рис. 58, а) в требования к аналоговому НЧ-прототипу (рис. 58, б).

Самоконтроль

1. Как рассчитать нормированную частоту аналогового фильтра-прототипа, если известна нормированная частота дискретного фильтра?

2. Как изменяется нормированная частота аналогового фильтра-прототипа при изменении частоты дискретного фильтра от 0 до blank?

3. Рассчитайте нормированную частоту аналогового фильтра-прототипа, соответствующую частоте 4 кГц дискретного фильтра, имеющего частоту дискретизации 20 кГц и граничную частоту полосы пропускания 2 кГц.

To top