Главная Литература Фильтрация и обработка сигналов Ю. М. Коршунов, А. И. Бобиков, И. А. Вакарин, В. Н. Степаненко, А. И. Степашкин. Расчет и проектирование цифровых сглаживающих и преобразующих устройств

Ю. М. Коршунов, А. И. Бобиков, И. А. Вакарин, В. Н. Степаненко, А. И. Степашкин. Расчет и проектирование цифровых сглаживающих и преобразующих устройств

Печать PDF

Ю. М. Коршунов, А. И. Бобиков, И. А. Вакарин, В. Н. Степаненко, А. И. Степашкин. Расчет и проектирование цифровых сглаживающих и преобразующих устройств

РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЦИФРОВЫХ СГЛАЖИВАЮЩИХ И ПРЕОБРАЗУЮЩИХ УСТРОЙСТВ

Под редакцией Ю. М. КОРШУНОВА

«ЭНЕРГИЯ- МОСКВА 1976

6Ф7.3 Р24

УДК 681.32.001.2

Авт.: Ю. М. Коршунов, А. И. Бобиков, И. А. Вакарин, В. Н. Степаненко, А. И. Степашкин.

Расчет и проектирование цифровых сглаживающих и преобразующих устройств. Под ред. Ю. М. Коршунова. М., «Энергия», 1976. - 336 с. с ил.

На обороте тит. л. авт.: Ю. М. Коршунов, А. И. Бобиков, И. А. Вакарин и др.

В книге излагаются методы проектирования и анализа специализиро­ванных ЦВУ осуществляющих операции сглаживания и преобразования дискретных сигналов, искаженных помехами.

Рассмотрены вопросы применения линейных нелинейных и адаптивных алгоритмов обработки дискретной информации. Уделено внимание вопросам применения цифровых сглаживающих устройств для текущего анализа спектральных характеристик случайных сигналов.

Книга рассчитана на научных и инженерно-технических работников, специализирующихся в области автоматики и вычислительной техники.

Содержание книги Расчет и проектирование цифровых сглаживающих и преобразующих устройств

Предисловие

Глава первая. Теоретические основы анализа цифровых сглаживающих и преобразующих систем
1-1. Общая структура и основные особенности цифровых сглаживающих и преобразующих систем
1-2. Математический аппарат для описания цифровых систем
а) Решетчатые функции и z-преобразование
б) Смещенные решетчатые функции и модифицированное z-преобразование
1-3. Математическое описание элементов цифровых систем
1-4. Передаточные функции разомкнутых и замкнутых цифровых систем
1-5. Анализ переходных процессов в цифровых системах
Д-6. Анализ установившегося режима в цифровых системах

Глава вторая. Точность работы цифровых сглаживающих и преобразующих систем
2-1. Эквивалентная схема образования ошибки цифровых систем
2-2. Динамическая ошибка преобразования
2-3. Случайная ошибка преобразования
2-4. Численный расчет ошибок, вызванных квантованием по уровню
2-5. Определение максимально возможной ошибки, вызванной квантованием по уровню
2-6. Оценка вероятности появления больших ошибок квантования по уровню

Глава третья. Преобразование функций, заданных цифровым кодом, в аналоговую форму
3-1. Представление преобразующей системы в виде последовательного соединения блока прогноза и линейного интерполятора
3-2. Выбор оптимальной структуры преобразующей системы и величины периода квантования из условий требуемой точности преобразования
а) Воспроизводящая система
б) Дифференцирующая система
в) Интегрирующая система
3-3. Определение структуры цифровой системы, дающей минимум ошибки квантования по уровню
3-4. Практические схемы реализации линейного интерполятора
а) Линейный интерполятор с использованием двигателя постоянного тока
6) Линейный интерполятор с использованием шагового двигателя

Глава четвертая. Статистически оптимальные цифровые преобразующие системы и фильтры
4-1. Постановка задачи
4-2. Определение характеристик оптимальных цифровых систем с конечной памятью по методу наименьших квадратов
4-3. Применение ортогональных полипомов для определения характеристик систем ОЦС в явном виде
а) Весовая функция системы ОЦС
б) Динамическая ошибка системы ОЦС
в) Коэффициент сглаживания и передаточная функция системы ОЦС
4-4. Реализация оптимальных преобразующих систем
а) Реализация оптимальной воспроизводящей системы
б) Реализация оптимальной дифференцирующей системы
4-5. Реализация оптимальных цифровых преобразующих фильтров
4-6. Нахождение структуры оптимальных фильтров по минимуму среднеквадратичной ошибки
4-7. Определение структуры оптимальных фильтров при учете случайного характера коэффициентов аппроксимирующего полинома
а) Сглаживание по N+1 дискретным значениям
б) Определение дисперсии ошибки сглаживающего фильтра
в) Оптимальный прогноз при линейно меняющемся сигнале
г) Оптимальный способ вычисления производной при линейно меняющемся сигнале

Глава пятая. Квазиоптимальные цифровые преобразующие системы и фильтры с бесконечной памятью
5-1. Постановка задачи
5-2. Аппроксимация весовой функции оптимального устройства
5-3. Характеристики систем ЦСБ
5-4. Реализация систем ЦСБ и фильтров ЦФБ
а) Реализация воспроизводящей системы ЦСБ
б) Реализация фильтров ЦФБ
5-5. Последовательное соединение фильтров с конечной и бесконечной длительностью переходного процесса
5-6. Аппроксимация передаточной функции оптимального устройства
а) Аппроксимация функции
б) Характеристики квазиоптимальных преобразующих систем
в) Реализация квазиоптимальной системы
6-7. Квазиоптимальные цифровые преобразующие системы с плавным выходом

Глава шестая. Цифровая фильтрация случайных последовательностей с пропусками
6-1. Особеннности задачи фильтрации случайных последовательностей с пропусками
6-2. Структура и характеристики оптимальных цифровых фильтров с постоянным объемом памяти
6-3. Структура и характеристики оптимальных цифровых фильтров с постоянным интервалом наблюдения
6-4. Структура и характеристики субоптимальных цифровых фильтров с постоянным объемом памяти
6-5. Структура и характеристики субоптимальных цифровых фильтров с постоянным интервалом наблюдения
6-6. Структура и характеристики цифровых фильтров с постоянным эффективным объемом памяти
6-7. Структура и характеристики цифровых фильтров с постоянным эффективным интервалом наблюдения
6-8. Характеристики цифровых фильтров, оптимальных в условиях периодического поступления входных данных

Глава седьмая. Адаптивные цифровые сглаживающие и преобразующие фильтры
7-1. Постановка задачи
7-2. Адаптивные цифровые сглаживающие и преобразующие фильтры с автоматическим выбором порядка астатизма
7-3. Адаптивные цифровые сглаживающие и преобразующие фильтры с автоматической оптимизацией параметров
7-4. Пример построения адаптивного цифрового сглаживающего фильтра

Глава восьмая. Цифровые спектральные анализаторы
8-1. Спектральное представление сигналов
8-2. Аппаратурный анализ спектра с помощью специализированных ЦВУ
8-3. Проектирование цифровых генераторов синусоидальных сигналов
8-4. Синтез цифровых узкополосных фильтров для спектральных анализаторов
8-5. Многополюсные цифровые фильтры
8-6. Быстрое преобразование Фурье
8-7. Распространение процедуры быстрого преобразования Фурье на текущий гармонический анализ

Приложение. Определение общего выражения для дробно-рациональной функции, предназначенной для аппроксимации функции
Приложение. К задаче фильтрации случайных последовательностей с независимыми пропусками отдельных наблюдений
Приложение. Алгоритмы работы цифровых преобразу¬ющих фильтров и их описание на языке АЛГОЛ-60
Список литературы

ПРЕДИСЛОВИЕ

При решении задач, связанных с проблемами управ­ления, распознавания образов, автоматической обработ­ки информации весьма часто встречаются случаи, когда используемый сигнал, искаженный помехой, должен быть передан по каналу связи и подвергнут некоторому линей­ному преобразованию с одновременным сглаживанием помехи. Достаточно эффективно эти операции могут быть осуществлены при представлении сигнала в цифровой форме. Если результат преобразования носит дискрет­ный характер, то устройство, осуществляющее требуемое преобразование, представляет собой специализированное цифровое вычислительное устройство.

Принципы построения подобных устройств были заложены в конце 50-х годов и освещены в книгах В. П. Перова, Я. 3. Цыпкина, Л. Т. Кузина, П. Д. Крутько. Эти же вопросы рассматривались в книге авторов [Л. 1].

Однако многочисленные исследования, проведенные за последние годы, значительно расширили возможности применения и улучшения свойств цифровых сглаживаю­щих и преобразующих устройств.

Применение адаптивных и нелинейных алгоритмов обработки дискретной информации, более полный учет статистических свойств сигнала и помехи, в частности учет возможности потери отдельных наблюдений, согла­сование структур алгоритмов обработки информации со структурой проектируемого устройства относятся к тем новым методам, которые позволяют повысить качество преобразования сигналов, искаженных помехами, и в ря­де случаев снизить аппаратурные затраты.

Применение цифровых сглаживающих устройств для текущего анализа спектральных характеристик случай­ных сигналов обеспечивает создание цифровых спек­тральных анализаторов, обладающих высокой разрешаю­щей способностью и малыми габаритами.

При проектировании подобных устройств возникает много вопросов, связанных с выбором эффективных алгоритмов преобразования для различных конкретных случаев, разрядности используемых кодов, величины периода квантования и способа технической реализации устройства.

Хотя имеется большое число журнальных статей, посвященных отдельным из перечисленных задач, система­тическое изложение этих вопросов отсутствует как в оте­чественной, так и в иностранной литературе. Настоящая книга ставит своей целью восполнить имеющийся пробел и дать приведенное в систему изложение методов проек­тирования и анализа специализированных цифровых вы­числительных устройств (ЦВУ), осуществляющих опера­ции сглаживания и преобразования дискретных сигна­лов, искаженных помехами.

Главы 1—3, § 4-1, 4-6 и 4-7, приложение 1 написаны Ю. М. Коршуновым, гл. 5, § 4-2—4-5, приложения 2 и 3 — А. И. Бобиковым, гл. 6 и приложение 4 — В. Н. Степаненко, гл. 7 — И. А. Вакариным, гл. 8 — А. И. Степашкиным.

Авторы

Скачать книгу Ю. М. Коршунов, А. И. Бобиков, И. А. Вакарин, В. Н. Степаненко, А. И. Степашкин. Расчет и проектирование цифровых сглаживающих и преобразующих устройств. Москва, Издательство «Энергия», 1976

 

Мировые новости

В столичной ГИБДД произошел настоящий скандал. По данным издания «Газета.Ру», сразу целый взвод московских гаишников подал рапорты об увольнении по причине тяжелых условий труда. Издание уверяет, что 30 инспекторов ДПС первого батальона 1-го специализированного полка ДПС ГИБДД на МКАД написали заявления об уходе со службы. Правда, в самой ГИБДД эту информацию опровергают, уверяя, что ни о каком массовом бегстве гаишников со службы речи не идет. И все разногласия между руководством ГИБДД и простыми инспекторами удалось решить.

Подробнее ...
Загружается...