Разработка схемы электронного эквалайзера (стр. 3 из 6)
Полосовой фильтр 3. (ПФ3)
Частоты среза фильтра:
кГц, 
кГц ; 
рад/с; 
рад/с;Частота дискретизации fД=18 кГц;
Период дискретизации фильтра для определения порядка данного фильтра:
мс.Переходная функция
: 
. 
Рис.6. Переходная функция ПФ3.
Определим коэффициенты фильтра ПФ3:
Таблица 5.
| n | a | n | a | n | a |
| 0 | 0,040797115 | 16 | -0,020022291 | 32 | 0,033266 |
| 1 | 0,001220133 | 17 | 0,055837751 | 33 | 0,260118 |
| 2 | 0,039978222 | 18 | 0,098343639 | 34 | -0,09252 |
| 3 | 0,02276506 | 19 | -0,121159876 | 35 | -0,25744 |
| 4 | -0,105348775 | 20 | -0,099106166 | 36 | 0,086745 |
| 5 | -0,016132812 | 21 | 0,105674587 | 37 | 0,060059 |
| 6 | 0,099578035 | 22 | 0,034090375 | 38 | 0,051138 |
| 7 | 0,000120154 | 23 | 0,00765609 | 39 | 0,204207 |
| 8 | -0,018054176 | 24 | 0,033408102 | 40 | -0,26949 |
| 9 | -0,004859298 | 25 | -0,15056655 | 41 | -0,34219 |
| 10 | -0,082884453 | 26 | -0,049309806 | 42 | 0,383098 |
| 11 | 0,033032806 | 27 | 0,20912763 | 43 | 0,239879 |
| 12 | 0,12739375 | 28 | 0,019199721 | 44 | -0,17655 |
| 13 | -0,050946367 | 29 | -0,114030202 | 45 | 0,0433 |
| 14 | -0,081052541 | 30 | 0,000617104 | 46 | -0,43205 |
| 15 | 0,02041495 | 31 | -0,089953059 | 47 | -0,30865 |
| 48 | 1,286545 | ||||
| 49 | 0,361651 | ||||
| 50 | -2,03978 | ||||
| 51 | -0,1583 | ||||
| 52 | 2,34 |
Таким образом, получим: 2*N+1=53
Полосовой фильтр №4 (ПФ4)
Частоты среза фильтра:
кГц, 
кГц ; 
рад/с; 
рад/с;Частота дискретизации fД=18 кГц;
Период дискретизации фильтра для определения порядка данного фильтра:
мс.Переходная функция
: 
Рис.7. Переходная функция ПФ4.
Определим коэффициенты фильтра ПФ4:
Таблица 6.
| n | a | n | a |
| 0 | -0,039924801 | 13 | -0,14859 |
| 1 | -0,036859051 | 14 | -0,03612 |
| 2 | -0,030099957 | 15 | 0,339846 |
| 3 | 0,181767777 | 16 | -0,44409 |
| 4 | -0,262616392 | 17 | 0,188865 |
| 5 | 0,179398893 | 18 | 0,21898 |
| 6 | -0,00735706 | 19 | -0,34919 |
| 7 | -0,074570718 | 20 | -0,03768 |
| 8 | -0,033569017 | 21 | 0,674093 |
| 9 | 0,236141895 | 22 | -0,90173 |
| 10 | -0,323321834 | 23 | 0,190798 |
| 11 | 0,185039538 | 24 | 1,350195 |
| 12 | 0,056604813 | 25 | -2,93165 |
| 26 | 1,8 |
Таким образом, получим: 2*N+1=27
Результаты определения порядка фильтров удобно представить в следующем виде:
Таблица 7.
| Фильтр | Полоса пропускания | NTд, с | N | Максимальная точка АЧХ | ||
| ФНЧ1 | 0-0,54 | 0,0042 | 93 | 4,2 | ||
| ПФ1 | 0,54-1 | 0,0043 | 95 | 4,3 | ||
| ПФ2 | 1-2,9 | 0,0162 | 36 | 1,6 | ||
| ПФ3 | 2,9-7 | 0,0009 | 20 | 0,88 | ||
| ПФ4 | 7-11 | 0,0006 | 13 | 0,56 | ||
После ограничения функции и внесения запаздывания можно произвести вычисление коэффициентов фильтра:
a0=k(0)=a2N;
a1=k(Tд)=a2N-1;
a2=k(2*Tд)=a2N-2;
…
aN=k(N*Tд).
Получив массив коэффициентов, можно записать АФЧХ фильтра с конечным импульсным откликом.
H(Z)=a0+a1*Z^-1+…+a2N+1*Z^-(2N+1), Z=e^jwt
H(jw)=a0+a1*e^-jwt+…+a2N+1*e^-(2N+1)*jwt=a0+a1*Cos(w*Tд)+…+a2N+1*Cos(2N+1)*w*Tд-j*(a1*SinwTд+…+a2N+1*Sin(2N+1)wTд)
Запишем это выражение в более удобной для программирования форме:
H(jw)=Re(w)+jJm(w),
ТогдаАЧХфильтра
/H(jw)/= Re^2(w)+Jm^2(w)
Рис.8. Общая схема DSP-системы
Сигнал, поступающий на аналоговый вход системы предварительно ограничивается по частоте с помощью противопомехового фильтра нижних частот. Затем он передается на АЦП. В выделенный момент дискретизации конвертер прерывает работу процессора и формирует соответствующую выборку.
В DSPвходные данные обрабатываются по программному алгоритму. Когда процессор заканчивает необходимые вычисления, он посылает результат в ЦАП. ЦАП конвертирует выход DSP в желаемую аналоговую форму. Выход конвертора сглаживается восстанавливающим фильтром нижних частот.
Произвольный главный машинный интерфейс служит для связи DSPс внешними системами, передающими и принимающими данные и сигналы управления.
Организация интерфейса между устройствами аналогового
ввода-вывода, кодеками и DSP-процессорами.
Так как большинство приложений цифровой обработки сигналов требует наличия одновременно АЦП и ЦАП, то широкое развитие получили универсальные устройства, интегрирующие функции кодека и портов ввода-вывода на одном кристалле и обеспечивающие простое подключение к стандартным DSP-процессорам. Эти устройства называют аналоговыми оконечными устройствами (далее по тексту-AFE-AnalogFrontEnd ) .
Функциональная схема микросхемы AD73322 показана на рис.3. Данный прибор представляет собой двойной AFEс двумя 16-разрядными АЦП и двумя 16-разрядными ЦАП с возможностью работы с частотой дискретизации 64 кГц. ИС AD73322 разработана для универсального применения, включая обработку речи и телефонию с использованием сигнал/шум на уровне 77дБ в пределах голосовой полосы частот.
Каналы АЦП и ЦАП имеют программируемые коэффициенты усиления по входу и выходу с диапазонами до 38дБ и 21 дБ соответственно. Встроенный источник опорного напряжения величиной +2ю7-5.5 В. Его потребляемая мощность при напряжении питания +3 В составляет 73 мВт.
Рис. 9. Функциональная схема микросхемы ADSP-2189.
Системный интерфейс DSP
Системный интерфейс представляет собой, набор программный и аппаратных возможностей управления DSP, сигналы управления включают в себя:
- Reset – сигнал сброса,
- Синхроимпульсы,
- Входы флагов,
- Сигналы запроса прерывания
Reset – останавливает выполнение инструкций и осуществляет аппаратный сброс. После сброса значение всех регистров, ВУ и генератора адреса не определенно.
Синхроимпульсы
Процессор использует ТТЛ совместимые импульсы подаваемые на вход CLKIN, или кварцевый резонатор включается между входами CLKIN и XTAL.
Программная загрузка процессора может инициализироваться не только сигналом RESET, но и программным путем. Процессор содержит управляющий регистр и при установке в нем бита BFORCE и 1 инициализируется программная загрузка. Во время программной загрузки все прерывания маскируются.
DSP имеет 1 или несколько входов для внешних прерываний IRQ1 и IRQ0, сюда подключаются сигналы запроса прерываний, каждый из который имеет свой уровень приоритета.
FI – входной флаг, может использоваться в условных командах перехода.
FO – может использоваться для разных целей как выходной управляющий сигнал. Сигнал FO не затрагивается аппаратным сбросом. Все остальные флаги устанавливаются в 1, при аппаратном сбросе.