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:

Типовые динамические звенья. Анализ и синтез системы
Таблица типовых динамических звеньев Дано: Амплитудно-частотная характеристика . Наименование: форсирующее звено . Передаточная функция . Дифференциальное уравнение, описыв ...

Разработка блока управления пропорциональной электрогидравлической системы
Написание дипломного проекта и последующая его защита является заключительной стадией обучения в высших учебных заведениях. Дипломный проект является обобщающей проверкой всех знаний нак ...

Разработка мощного понижающего ШИМ-преобразователя
Прогресс большинства областей современной техники неразрывно связан с успехами энергетической или силовой электроники. Её значимость определяется все возрастающей потребностью в эффекти ...

Основные разделы

2019 © Все права защищены! >> www.techeducator.ru