Найти

Результаты поиска

• АНАЛИЗ УСТОЙЧИВОСТИ И ОСОБЕННОСТЕЙ ПРАКТИЧЕСКОЙ РЕАЛИЗАЦИИ ФИЛЬТРОВ ХОГЕНАУЭРА КАК РЕКУРСИВНЫХ ЦИФРОВЫХ ФИЛЬТРОВ С КОНЕЧНОЙ ИМПУЛЬСНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ

  И.Е. Моисеенко , С. П. Тарасов , И.И. Турулин

  37-46

  2025-10-01

  Аннотация ▼

  Рассматриваются вопросы устойчивости каскадных интегратор-гребенчатых (CIC – cascade integrator-comb) фильтров, используемых в цифровой обработке сигналов, в том числе для децимации и интерполяции. Проведен краткий обзор современных публикаций, касающихся архитектурной оптимизации CIC-фильтров. Основное внимание уделено повышению устойчивости фильтров к переполнению разрядной сетки, анализу их устойчивости и методу синтеза рекурсивных
  КИХ-фильтров (фильтров с конечной импульсной характеристикой). Для лучшего понимания природы устойчивости CIC-фильтров в работе приведены математические выкладки, иллюстрирующие особенности накопления постоянной составляющей при различных конфигурациях блоков. Предложено изменение структуры CIC-фильтра, заключающееся в перестановке блоков интегратора и гребенчатого фильтра. Доказано, что такое изменение предотвращает накопление постоянной составляющей сигнала в интеграторах и, следовательно, исключает переполнение разрядной сетки вследствие накопления постоянной составляющей в интеграторе. Этот подход базируется на свойстве линейных фильтров, согласно которому изменение порядка включения не влияет на передаточную функцию. амплитудно-частотную характеристику, но в случае цифровых реализаций позволяет существенно снизить вероятность переполнения. Возможности аппаратной и программной реализации таких структур рассматриваются с точки зрения минимизации потерь точности и увеличения надежности работы систем цифровой обработки сигналов. Предложено использование целых чисел или чисел с фиксированной точкой для устранения накопления ошибок квантования. Кроме того, была разработана программа на языке Python, реализующая CIC-фильтр с учетом устойчивости к постоянной составляющей во входном сигнале и точным выполнением операций. Полученные результаты сопоставлены с современными подходами, представленными в научных исследованиях последних лет. Предложенные решения могут быть полезны при разработке цифровых фильтров для систем с ограниченными вычислительными ресурсами и повышенными требованиями к стабильности.

• ПРИМЕНЕНИЕ ЧЕТЫРЁХПОЛЮСНИКА ПУАНКАРЕ-СТЕКЛОВА ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ ИНТЕРФЕЙСА ПРИ ПОЛУНАТУРНОМ МОДЕЛИРОВАНИИ СИСТЕМ

  М.Н. Максимов , С.М. Максимова

  2022-01-31

  Аннотация ▼

  В статье рассматривается возможность применения фильтра Пуанкаре–Стеклова
  для построения интерфейса при полунатурном моделировании системы. Приводится Z и Y –
  форма представления четырёхполюсника. Полунатурное моделирование (HIL) предполагает
  разбиение исходной системы на части, причём одна часть моделируется численно на компь-
  ютере, а вторая часть представлена реальным физическим объектом. Части системы об-
  мениваются данными друг с другом через программно-аппаратный интерфейс, который
  может быть реализован по-разному и должен обеспечивать устойчивость, а также сходи-
  мость результатов полунатурного моделирования к результатам моделирования исходной
  системы. Варианты построения программно-аппаратных интерфейсов ITM, TLM, TFA,
  PCD, DIM, GCS и фильтр Пуанкаре-Стеклова описаны в соответствующих литературных
  источниках. В статье показано, как исходная система с помощью фильтра Пуанкаре-
  Стеклова была разбита на части, что соответственно привело к разбиению на части сис-
  темы уравнений, описывающей поведение исходной системы. Далее были вычислены значения
  стабилизирующих параметров фильтра Пуанкаре-Стеклова и в соответствии с полученны-
  ми значениями скорректированы системы уравнений разбитой на части системы. На сле-
  дующем этапе в статье приводятся результаты численного моделирования исходной и раз-
  битой на части системы в MATLAB. При моделировании по частям части системы обмени-
  вались данными друг с другом на каждом шаге моделирования только один раз с задержкой τ
  равной шагу моделирования. Такой способ численного моделирования разбитой на части сис-
  темы максимально приближен к процессам, происходящим при полунатурном моделировании
  систем. Сравнение полученных результатов моделирования исходной и разбитой на части
  системы позволил сделать вывод, что фильтр Пуанкаре-Стеклова при правильном выборе
  значений стабилизирующих параметров позволяет обеспечить устойчивость и сходимость
  результатов полунатурного моделирования систем.

• ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЧЕТЫРЁХПОЛЮСНОГО ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ФИЛЬТРА ПУАНКАРЕ-СТЕКЛОВА ДЛЯ ПОЛУНАТУРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЕ НЕЛИНЕЙНЫХ СИСТЕМ

  М. Н. Максимов , С. М. Максимова

  2022-01-31

  Аннотация ▼

  В статье показана возможность использования фильтра Пуанкаре-Стеклова для
  обеспечения устойчивости полунатурного моделирования нелинейных систем. Полунатур-
  ное моделирование (HIL) предполагает разбиение исходной системы на части, причём одна
  часть моделируется численно на компьютере, а вторая часть представлена реальным
  физическим объектом. Части системы обмениваются данными друг с другом через про-
  граммно-аппаратный интерфейс, который может быть реализован по-разному и должен
  обеспечивать устойчивость, а также сходимость результатов полунатурного моделиро-
  вания к результатам моделирования исходной системы. Варианты построения программ-
  но-аппаратных интерфейсов ITM, TLM, TFA, PCD, DIM, GCS и фильтр Пуанкаре-
  Стеклова описаны в соответствующих литературных источниках. В статье показано,
  как исходная нелинейная система с помощью фильтра Пуанкаре-Стеклова была разбита
  на части, что соответственно привело к разбиению на части системы уравнений, описы-
  вающей поведение исходной системы. Далее были вычислены значения стабилизирующих
  параметров фильтра Пуанкаре-Стеклова и в соответствии с полученными значениями
  скорректированы системы уравнений разбитой на части системы. На следующем этапе в
  статье приводятся результаты численного моделирования исходной и разбитой на части
  системы в MATLAB. При моделировании по частям части системы обменивались данными
  друг с другом на каждом шаге моделирования только один раз с задержкой h. Такой способ
  численного моделирования разбитой на части системы максимально приближен к процес-
  сам, происходящим при полунатурном моделировании систем. Сравнение полученных ре-
  зультатов моделирования исходной и разбитой на части системы позволил сделать вывод,
  что фильтр Пуанкаре-Стеклова при правильном выборе значений стабилизирующих пара-
  метров позволяет обеспечить устойчивость и сходимость результатов полунатурного
  моделирования как линейных, так и нелинейных систем.