Разработка рабочего варианта структур подсистем полосового анализа и синтеза сигналов

Структуры подсистем полосового анализа и синтеза (восстановления) сигналов с двукратным повышением (понижением) частоты дискретизации.

В многократных восходящих (нисходящих) дискретных системах (ВДС, НДС) повышение (понижение) частоты дискретизации осуществляется поэтапно или многократно. Это возможно при значениях коэффициентов повышения (понижения) частоты дискретизации L (М), представляемых произведением Kцелых чисел: L = L1, L2, …LK.

Рисунок 31. Структурная схема двукратной ВДС.

Рисунок 32. Структурная схема двукратной НДС.

Многократное понижение (повышение) частоты дискретизации позволяет существенно снизить требования к цифровым фильтрам. Пусть L = 24, fд= 9600 Гц, Dfпер = 100Гц и используется НФ с весовой функцией Хэмминга (D = 4).

Общий объем вычислений и памяти фильтров двукратной ВДС составляетN = N1 + N2 = 160. Это примерно в 1,2 раза меньше, чем для однократной системы, где N = 192

Рисунок33. Рабочий вариант структурной схемы полосового анализа сигналов на основе квадратурной обработки.

Рисунок34. Рабочий вариант структурной схемы полосового синтеза сигналов на основе квадратурной обработки.

При разработке рабочего варианта структур полосового анализа и синтеза речевых сигналов более предпочтительно использование нерекурсивных цифровых фильтров. Это объясняется тем, что использование НЦФ значительно упрощает выбор шага дискретизации по частоте. Многоканальный анализатор спектра на основе кратковременного преобразования Фурье получается путем дискретизации сигнала в частотной области, т. е. путем разбиения полосы частот (0±ω д/2) на полосы анализа или каналы с центральными частотами ωk. Дискретизация по частотедолжна быть выполнена с шагом Δω, исключающим наложения во временной области. Наиболее просто этот вопрос решается в случае импульсных характеристик фильтров (т. е. весовых функций w(n)) конечной длины N. Так как весовая функция ограничивает текущую реализацию сигнала x(n) N отсчетами, то как и для ДПФ, шаг дискретизации по частоте должен отвечать условию: Δω ≤ ωд/N (условию теоремы отсчетов в частотной области). При таком шаге дискретизации по частоте можно точно восстановить сигнал x(n) по значениям X( jωk ,n ) . Таким образом, длина импульсной характеристики анализирующих фильтров (весовой функции w(n)) определяет и число каналов анализа спектраК, равное N в случае комплексных сигналов и N/2 - в случае вещественных.

В системах полосового анализа точность получаемых оценок зависит от степени близости частотных характеристик полосовых фильтров к идеальным, от времени усреднения (накопления) и от изменчивости спектральных характеристик сигналов во времени, т. е. степени стационарности их на интервале наблюдения.

Полосовые анализаторы спектра с квадратурной обработкой сигналов основываются на определении кратковременного преобразования Фурье. В отличие от анализаторов на основе полосовых фильтров, измеряющих только энергетические характеристики спектра, они позволяют оценить комплексную спектральную плотность сигналаи обеспечивают возможность его восстановления (синтеза) по результатам анализа и последующей обработки, в частности, в системах анализа − синтеза речевых сигналов.

Квадратурный амплитудный демодулятор (детектор), в отличие от анализаторов с неквадратурной обработкой (на основе полосовой фильтрации), не требует усредняющего или сглаживающего фильтра.

Перейти на страницу: 1 2

Прочтите также:

Разработка системы технического зрения
В современных условиях развития автоматизации производства особое место отводится использованию промышленных роботов. Промышленный робот - это механическая система, включающая манипуляци ...

Технология изготовления плат полупроводниковых интегральных микросхем
Технология интегральных схем, развиваясь исключительно быстрыми темпами, достигла немыслимых успехов. Электроника прошла несколько этапов развития, за время которых сменило ...

Разработка методики автоматизации процесса измерения температуры в печи универсальной испытательной установки УМЭ-10ТМ. Метрологические характеристики установки и расчет погрешностей измерения
Диапазон рабочих температур печи: 400ºС - 1000ºС. Погрешность измерения не более 1% от реального значения температуры. Для снятия, обработки и регистрации данных эксперимента ...

Основные разделы

2020 © Все права защищены! >> www.techeducator.ru