Функциональна схема тракта записи и воспроизведения звука. Исследование фильтров Чебышева и Баттерворта, расчет их порядка и построение характеристик. Расчет звеньев аналогового фильтра, определение затухания на граничной частоте полосы непропускания.
Аннотация к работе
В процессе выполнения курсовой работы будут рассмотрены фильтры Чебышева и Баттерворта, рассчитаны их порядки и построены их характеристики. В третьей части по аналоговому фильтру-прототипу будет определено затухание на граничной частоте полосы непропускания и найдены характеристики цифрового фильтра. б) по данным таблицы 1 (в соответствии с вариантом) выбрать данные для расчета аналогового фильтра нижних частот (АФНЧ). в) рассчитать минимальный порядок АФНЧ Баттерворта и Чебышева; г) рассчитать с помощью программной среды MATHCAD амплитудно-частотную (АЧХ), фазо-частотную (ФЧХ) характеристики и зависимость группового времени запаздывания от частоты (t(w)) для обоих типов АФНЧ; Если полученные значения для обоих типов АФНЧ не удовлетворяют нормам, то необходимо для АФНЧ Чебышева уменьшить требования к АФНЧ по Amin на 2-10 ДБ пока требования не будут удовлетворяться и повторить расчеты;Обобщенная функциональная схема цифрового тракта записи-воспроизведения, приведенная на рисунке 2.1, в равной мере относится как к магнитной, так и к оптической аппаратуре цифровой записи звука с мультиплексированием звуковых каналов [1]. В ОЗУ запись данных производится с частотой дискретизации f А, а считываются они с частотой, которая в Nk раз выше. В мультиплексоре (МП) формируется последовательность звуковых выборок из Nk каналов в единый цифровой поток для записи его на одну дорожку. В демультиплексоре (ДМП) при воспроизведении после помехоустойчивого декодирования осуществляется восстановление исходного числа каналов. Помехоустойчивое кодирование производиться в кодере помехоустойчивого кодирования (КПК) для обеспечения возможности при воспроизведении обнаруживать и исправлять как одиночные ошибки, так и длинные выпадения сигнала или пакеты ошибок.Такие фильтры имеют значительные недостатки, главным из которых является существенно нелинейная фазовая характеристика, а это приводит к заметным на слух искажениям аудиосигналов, проявляющихся в потере "прозрачности" звучания. Для понижения частоты субдискретизации до необходимого значения FR, на которой работают все устройства канала записи-воспроизведения, используются цифровой фильтр и дециматор, рисунок 3.1 После фильтрации аналоговый сигнал подвергается дискретизации, квантованию и кодированию в АЦП, работающим на повышенной частоте субдискретизации /Л\=п/А. Цифровой ИКМ - сигнал имеет периодический спектр: набор звуковых частот многократно повторяется с центрами на частотах /ц, 2/ц, 3/ц и т.д., где FR - частота дискретизации (рисунок 3.3,а). Если частота дискретизации увеличена, например, в 4 раза, цифровой ФНЧ, работающий на этой частоте, рисунок 4,г, может эффективно вырезать спектральные компоненты, прилегающие к частотам FA, 3/ц, 5/л и т.д.Обычно активные фильтры формируются в виде каскадного соединителя четырехполюсников, обладающих относительно простой структурой и называемых звеньями ARC - фильтра (рисунок 5.1) [1]. Рисунок 5.1-Звенья ARC - фильтра Фильтр нижних частот первого порядка может быть реализован, если в цепи обратной связи операционного усилителя использовать пассивный RC-фильтра первого порядка (рисунок 5.2 [1]). На рисунке 5.3 представлена схема ARC - фильтра нижних частот второго порядка с отрицательной обратной связью. Фильтр Чебышева третьего порядка может быть реализован одним звеном с передаточной функциями второго порядка и одним звеном с передаточной функцией первого порядка.Для цифрового фильтра определить требуемое затухание на граничной частоте полосы непропускания, равной f А /2 1 Решение задачи аппроксимации с целью определения коэффициентов цифрового фильтра, при которых фильтр удовлетворяет требованиям к временным либо частотным характеристикам. Создание процедуры перехода, которая преобразует функцию Н(р) аналогового фильтра в соответствующую передаточную функцию H(z) цифрового фильтра. Для расчета наиболее подходящим простым и широко используемым является метод билинейного преобразования передаточной функции Н(р) аналогового фильтра - прототипа в соответствующую передаточную функцию H(z) РЦФ. Билинейное преобразование обеспечивает однозначное преобразование передаточной функции Н(р) аналогового фильтра - прототипа в передаточную функцию Н( z) цифрового фильтра: H(z)=H(p)В ходе работы был произведен расчет аналоговых фильтров Чебышева и Баттерворта.
План
Содержание
Содержание
Введение
Задание на курсовую работу
1. Функциональна схема тракта записи и воспроизведения звука