В статье предлагается модификация параллельного способа декомпозиции динамических систем, описываемых передаточными функциями. Данный способ пригоден для создания цифровых устройств управления и обработки сигналов с более высокими точностными и скоростными характеристиками по сравнению с устройствами того же класса за счет распараллеливания вычислительного процесса. Приводится алгоритм программы, позволяющий осуществить автоматический переход от описания динамической системы в виде передаточной функции либо набора нулей полюсов и коэффициента передачи к сумме передаточных функций не более второго порядка. Анализ достоверности предлагаемого способа описания производится на примере синтеза и моделирования эллиптического фильтра 9 порядка в среде LabVIEW. Производится анализ эффективности и достоверности предлагаемого способа декомпозиции во временной и частотной области. Показано, что степень эквивалентности цифрового фильтра, представленного предлагаемым способом относительно классической реализации, достаточна для решения современных задач цифровой обработки сигналов.
The article describes the modification of design method, based on parallel decomposition of dynamic systems described by transfer function. This method is suitable for the development of digital control and signal processing systems with higher accuracy and speed characteristics by parallelizing the computation process. The authors give the program algorhytms that allow the automatic conversion for description of the dynamical system in the form of a transfer function or zero-pole-gain to the sum of first and second order transfer functions. A validation of the described method is made by creating and simulating elliptic filter of order 9 in LabVIEW development system. Analysis of the efficiency and accuracy of the method of decomposition in the time and frequency domain is performed. It is shown that the proposed implementation of a digital filter is equivalent to the classical implementation, and is suitable for solving the current problems of digital signal processing.
1. Бутусов Д. Н., Жуков К. Г. Реализация цифровых фильтров методом совместного интегрирования // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. – С.: СПбГПУ, 2009. – № 6. – С. 26-34.
2. Жуков К. Г., Бутусов Д. Н. Коррекция погрешности решения уравнения гармонического осциллятора методом последовательного интегрирования // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. – 2010. – № 6 (113). – С. 135-144.
3. Каплун Д., Меркучева Т. Исследование реализации цифровых фильтров с симметричными амплитудными функциями // Компоненты и технологии [электронное издание]. – 2009. – № 10. – Режим доступа к публикации: http://kit-e.ru/articles/circuit/2009_10_108.php
4. Кехтарнаваз Н., Ким М. Н. Цифровая обработка сигналов на системном уровне с использованием LabVIEW: Пер. с английского под ред. д-ра техн. наук, проф. В. К. Макухи. – М.: Издат. дом «Додэка - XXI», 2007.
5. Оппенгейм А., Шафер Р. Цифровая обработка сигналов. – Изд. 2-е, испр. – М.: Техносфера, 2009.