FD-3 версия 1.00
Синтез и Анализ Цифровых Фильтров

 СИНТЕЗ И АНАЛИЗ БИХ-ФИЛЬТРА

   Для синтеза БИХ фильтра или рекурсивного цифрового фильтра (РЦФ) следует вызвать диалог задания параметров фильтра с помощью меню или Toolbar. 
  

   Допустим, что имеется желание синтезировать полосовой рекурсивный фильтр. В этом случае на экране появляется следующий диалог. 

   В нем следует задать частоту дискретизации. Границы полос задерживания и пропускания, а также допустимые отклонения АЧХ синтезированного фильтра от идеальных значений. Если установлен переключатель "дБ", тогда отклонения можно задавать в децибеллах. Требуемые частоты границ полос можно задать и в графической форме. Для этого в диалоге следует нажать кнопку "АЧХ". В этом случае откроется окно, в котором с помощью курсора мыши можно устанавливать ширину полосы пропускания и задерживания. 
 
   Для изменения границ полос следует подвести курсор мышки к границе полосы, нажать на левую кнопку и неотпуская, перетащить границу на нужное значение и после этого опустить. 
   В списке метод расчета в этой версии программы для этого типа фильтра присутствует только метод билинейного z-преобразования, который, впрочем, позволяет получить оптимальные фильтры для заданного типа аппроксимации. Тип аппроксимации следует выбрать в соответствующем списке. 
   Задавать порядок фильтра не следует, поскольку при рассчете методом билинейного z-преобразования порядок определяется автоматически самой процедурой синтеза. После синтеза фильтра порядок фильтра будет выведен в диалоге в поле "Порядок". 

   При нажатии на кнопку "Структура" появляется диалог, в котором можно указать тип структуры биквадратных звеньев и задать квантование коэффициентов. Это можно сделать и до и после синтеза передаточной функции. 

   Кнопка "Синтез" запускает процедуру синтеза передаточной функции РЦФ. После синтеза на экран выводится несколько окон, в которых представлены характеристики полученного фильтра. Для РЦФ появляются следующие окна содержащие:  
  • Амплитудно-частотную характеристику (АЧХ)
  • Фазо-частотную характеристику (ФЧХ)
  • Групповое времязамедления (ГВЗ)
  • Импульсную характеристику (ИХ)
  • Карту нулей и полюсов
  • Структуру реализации фильтра
 
Кнопка "Скрыть" используется для того, чтобы сделать диалог параметров невидимым, когда на экране появляются многочисленные окна с характеристиками синтезированного фильтра. Для того, чтобы вновь сделать диалог видимым следует в меню "Окно" выбрать строку с именем окна, в котором находится этот диалог. 
 
   В результате расчета с требованиями к АЧХ, указанными в диалоге, получился фильтр 6 порядка, реализованный в виде каскадного соединения трех биквадратных звеньев. 

   Теперь можно заняться исследованием характеристик полученного фильтра. Для этого обратимся к окнам, в которых они представлены. Начнем с окна с графиком АЧХ фильтра. График имеет две оси: ось частот от 0 до Fд/2 Гц, где Fд - частота дискретизации и ось амплитуд от 0 до 1 и более. График АЧХ нарисован тонкой черной линией. Темно серым цветом нарисованы требуемые значения АЧХ. Красными линиями указывается допустимое отклонение полученной АЧХ от требуемых значений. 

Тот же график АЧХ, но с логарифмической шкалой по оси амплитуд.
   Если в поле графика нажать на левую кнопку мышки и не отпуская передвигать курсор, то можно выделить часть графика для увеличения масштаба. 

Для того, чтобы вернуться к прежнему масштабу следует нажать правую кнопку мышки и в появившемся меню выбрать пункт "Масштаб 1:1". Если выбрать пункт "Масштаб", то появиться диалог со скроллером, двигая который можно плавно менять масштаб изображения. Кнопка "Rst" сбрасывает масштаб в 1:1. Переключатели "X" и "Y" позволяют указать по каким осям следует изменять масштаб, а по каким нет.