Курсовая работа: Порівняння характеристик аналогового та цифрового фільтрів

Вступ

Стрімкий розвиток електронної цифрової схемотехніки обумовлює розширення її використання в якості апаратної платформи при побудові елементів та систем збору, обробки та передачі інформації. Такі компоненти є невід’ємними складовими сучасних комп’ютеризованих систем управління.

Даний курсовий проект присвячений питанням розробки цифрових елементів систем обробки інформації (зокрема, цифрових фільтрів та їх аналогових прототипів).

Цифровий фільтр – пристрій, який дозволяє перетворити дискретний сигнал x(t) у інший y(t). Це цифрова схема для зміни частотного спектра дискретних сигналів. Цифровий фільтр може бути реалізований як апаратно, так і програмно.

Цифрові фільтри мають ряд переваг над аналоговими:

1) Нечутливість характеристик фільтра до розкидування параметрів елементів, що у нього входять, їх часових та температурних дрейфів;

2) Малі розміри і висока надійність фільтрів, пов’язані з використанням великих інтегральних схем;

3) Легкість зміни параметрів і характеристик цифрового фільтру через модифікацію програми і коефіцієнтів

4) можливість реалізації фільтрів із змінними в процесі роботи параметрами.

Типи фільтрів

Фільтри, що знаходять застосування в обробці сигналів бувають:

· Аналоговими або цифровими;

· Пасивними або активними;

· Лінійними і нелінійними;

· Рекурсивними і не рекурсивними.

Серед безлічі рекурсивних фільтрів окремо виділяють наступні фільтри (за виглядом передаточної функції):

· Фільтри Чебишева;

· Фільтри Бесселя;

· Фільтри Баттерворда;

· Еліптичні фільтри.

По тому, які частоти фільтром пропускаються (затримуються), фільтри поділяють на:

· Фільтри нижніх частот (ФНЧ);

· Фільтри верхніх частот (ФВЧ);

· Смугово-пропускні фільтри (СПФ)

· Смугово-непропускні (режекторні) фільтри (СНФ);

· Фазові фільтри.

В даній роботі буде розглядатись саме фільтр Чебишева, Фільтр Чебишева – один з типів лінійних аналогогових або цифрових фільтрів, особливістю якого є більш круте спадіння амплітудно-частотної характеристики (АЧХ) й суттєві пульсації (фільтр Чебишева ІІ роду), ніж у фільтрів інших типів. Фільтр отримав назву на честь відомого російського математика XIX століття Пафнутія Львовича Чебишева, так як характеристики цього фільтра базуються на багаточленах Чебишева.

Фільтри Чебишева зазвичай застосовуються там де потрібно за допомогою фільтра невеликого порядку забезпечити потрібні характеристики АЧХ, зокрема, добре подавлення частот зі смуги подавлення, і при цьому гладкість АЧХ на частотах смуг пропускання і подавлення не стільки важлива.

Розрізняють фільтри Чебишева І та ІІ роду.