ВВЕДЕНИЕ 11
1 КЛАССИЧЕСКИЕ РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЕ ФИЛЬТРЫ 13
1.1 Разделительный фильтр Баттерворта второго порядка 20
1.2 Фильтр Линквица-Райли второго порядка 23
1.3 Фильтр Линквица-Райли четвертого порядка 27
1.4 Девиация параметров классических фильтров 29
2 РАЗРАБОТКА АРХИТЕКТУРЫ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ... 31
2.1 Применение вычитателя в разделительных фильтрах 31
2.2 Применение фазовращателей в разделительных фильтрах 34
2.3 Преобразование модели фазовращателя 35
2.4 Моделирование двухполосного разделительного фильтра второго порядка
38
2.4.1 Сравнение моделей разделительных фильтров второго порядка ... 39
2.4.2 Разработка общей архитектуры программного обеспечения 42
2.5 Операционная система реального времени 42
2.6 Разработка отдельных классов архитектуры 46
3 РАЗРАБОТКА КОДА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ 53
3.1 Выбор среды для разработки ПО 53
3.2 Использование IAR при создании программного обеспечения 60
3.2.1 Написание кода аппаратной части и периферии 62
4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ПО 78
4.1 Техническое оборудование 78
4.2 Разделение гармонического сигнала 81
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 88
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 89
ПРИЛОЖЕНИЕ А 94
Вопросы разделения широкополосного электрического сигнала на частотные полосы с последующим восстановлением амплитудной информационной составляющей путем суммирования разделенных сигналов являются традиционными для теории передачи информации и информационно¬измерительной техники [3].
Техническим примером необходимости решения такой задачи является электроакустическое преобразование, при котором электрический сигнал переводится в звуковое давление узкополосными исполнительными устройствами, но требуется равномерность результирующего преобразования в широкополосном диапазоне частот.
Для решения данной проблемы применяют разделительные фильтры различных порядков. История создания разделительных фильтров начинается одновременно с появлением многополосных акустических систем. Первые теории появились еще в 30-х годах прошлого столетия. Существенный вклад в развитие данного направления внесли Г.А Кампбел, О. Зобель, К. Хиллиард, З. Линквиц, Р. Райли.
Самым простыми являются фильтры первого порядка. Однако, из-за достаточно серьёзных недостатков (например, слабый спад АЧХ в полосе подавления) на практике применяются довольно редко [2]. В связи с этим, на практике наибольшие распространение получили фильтры второго порядка.
Но на сегодняшний день, при проектировании разделительных фильтров всех порядков, возникает ряд трудностей, для решения которых необходима разработка новых алгоритмов для расчёта передаточной функции фильтра.
Практическая ценность работы заключается в устранении провала АЧХ фильтра, а также в снижении стоимости производства по сравнению с аналогами.
Научной новизной работы является разработка нового алгоритма для расчета математической модели разделительного фильтра второго порядка.
Цель магистерской диссертации - Разработка алгоритмического и программного обеспечения для реализации многоканального разделительного фильтра.
Задачи магистерской диссертации:
1. Проведение аналитического обзора существующих алгоритмов расчета разделительных фильтров.
2. Разработка алгоритма расчета разделительного фильтра.
3. Разработка программного обеспечения для реализации многоканального разделительного фильтра.
4. Экспериментальное исследование работоспособности, разработанного программного обеспечения
В данной выпускной квалификационной работе были выполнены все поставленные задачи, а именно:
- В первой главе был проведён аналитический обзор существующих разделительных фильтров, но на сегодняшний день не существует разделительного фильтра не чувствительному к девиации параметров, поэтому требуется разработка алгоритма расчета математической модели разделительного фильтра.
- Во второй главе была разработана модель фильтра и архитектура программного обеспечения для её реализации.
- В третьей главе был разработан код программы на языке C++ стандарта International Standard ISO/IEC 14882:2014(E)
- В четвертой главе выпускной квалификационной работе была проведена проверка работоспособности программного обеспечения. Опытное исследование показало, что программа работает и теория подтверждена на практике.
