Моделирование фильтра с увеличенной частотной избирательностью для борьбы с межсимвольными искажениями Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

в опытно-промышленном производстве ОАО «АВТОВАЗ», проведения специальной оценки условий труда, а значит сохранить главный ресурс работодателя - здоровье работников.

Список литературы:

1. Горина Л. Н. Управление безопасностью труда: учеб. пособие / Л. Н. Горина, Т. Ю. Фрезе; ТГУ; Ав-томех. ин-т; каф. "Управление пром. и экол. безопасностью". - ТГУ. - Тольятти: ТГУ, 2010. - 185 с.: ил. - Прил.: с. 157-183. - 42-91.

2. 2.ГОСТ Р 12.0.230-2007 «ССБТ. Системы управления охраной труда. Общие требования», 2007-7с.

3. Хохлов Н. В. Управление риском: учеб. пособие для вузов / Н. В. Хохлов. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001. - 239 с. - Библиогр.: с. 235. - ISBN 5-23800119-3: 51-06.

4. 4.СТП 37.101.9603-2011 «ССБТ. Системы управления охраной труда и промышленной безопасностью в ОАО «АВТОВАЗ», 2011-37с.

5. 5.СТП 37.101.9833-2013 «СУОТиПБ. Порядок идентификации опасностей, оценки рисков, управления рисками, 2013-15с.

МОДЕЛИРОВАНИЕ ФИЛЬТРА С УВЕЛИЧЕННОЙ ЧАСТОТНОЙ ИЗБИРАТЕЛЬНОСТЬЮ ДЛЯ БОРЬБЫ С МЕЖСИМВОЛЬНЫМИ ИСКАЖЕНИЯМИ

Вырупаев Павел Николаевич

НИУ МИЭТ, г. Москва

Межсимвольная интерференция (далее, МСИ) является эффектом наложения в приемнике символов друг на друга. Особенностью многих линий радиосвязи (например, тропосферных, спутниковых, мобильных и т. д.) является многолучевой характер распространения радиосигнала. Сигнал в точке приема представляет собой сумму

большого числа элементарных сигналов с разными амплитудами и случайным временем запаздывания. Отдельные лучи могут запаздывать друг относительно друга на значительную величину (большая разность хода различных лучей в радиоканале), что и вызывает эффект МСИ [5].

Рисунок 1.1 - Пример межсимвольных искажений

Как правило, МСИ ухудшает характеристики системы связи. Однако, существует целый ряд мер и методов мо минимизации МСИ, некоторые из которых представлены в [4]. Несколько обособленно существуют методы, заключающиеся в применении особых электронных фильтров (различные реализации фильтра Найквиста), более подробно описанные в [1,2,3]

Целью данной работы является моделирование фильтров низких частот в компьютерной системе автоматизированного проектирования Ма1ЬаЬ 7, а также проведение их сравнительной характеристики с точки зрения параметров, являющихся причиной межсимвольных искажений в системах передачи цифровой информации: таких фильтров, у которых амплитудно-частотная характеристика имеет вид более приближенный к идеальному, но при этом в наименьшей степени затронута фазово-частот-ная характеристика фильтра.

Для построения были использованы таблицы значений элементов фильтров-прототипов из [10, с. 63].

За основу взят фильтр Бесселя. Этот тип фильтра был выбран т.к. он обладает наиболее линейной фазово-частотной характеристикой, близкой к оптимуму. Фильтры Баттерворта и Чебышева обладают лучшей избирательностью, но с точки зрения минимизации межсимвольных искажений не подходят как фильтры основной частотной селекции, а могут использоваться только для дополнительной частотной селекции с полосой пропускания значительно превышающей спектр сигнала. [6,7,8]

Рассмотрим режекторный фильтр Бесселя 5-го порядка. Он состоит из суммы фильтра низких частот и фильтра высоких частот 5-ых порядков. Объединив обе эти составляющие, получаем новый, модифицированный фильтр. Назовем его bsf(f).

_[l+fci(t-2^-/)2]-[l+fc2(t-2^-/)2]_

^ ) ' (1+fc3i-2rc-/)-[l+fc4i-2rc-/+fcs(i-2rc-/)2][l+fc6i-2rc-/+fc7(i-2rc-/)2] (

где коэффициенты к: = 0,4475, к2 = 0,1630, кз = 0,6633, к4 = 1,1362, кз = 0,4099, кб = 0,6194, к? = 0,3223 для выбора необходимой частоты режекции (в нормированных частотах 1.5 и 2.5 радиана), взяты из [10, с. 63].

Для того чтобы рассмотреть точнее изменения АЧХ модифицированного устройства, выведем на общий график эти зависимости до и после подключения звеньев ре-жекции.

Рисунок 1.2 - Амплитудно-частотные характеристики фильтра Бесселя 5-го порядка. За Аф принимаем АЧХ ФНЧБесселя 5го порядка, а за Агф - А ЧХ фильтра с добавленным звеном режекции.

Благодаря подобранным коэффициентам, удалось разместить «скачкообразные» значения на 1.5 и 2.5 радиана в нормированных частотах. Таким образом, частота первого скачка будет равняться 0.159 мГц * 1.5 = 0.2385 мГц, а частота второго скачка 0.159 мГц * 2.5 = 0.3975 мГц.

Из графика на рисунке 1.7 видно, что было получено то необходимое подавление, в котором АЧХ ре-жекторного фильтра находится ниже АЧХ без звена ре-жекции, но также видно обратную область, где эта АЧХ находится выше. Отметим эти области, в которых мы «выиграли» и «проиграли» для наглядности зеленым и красным цветом соответственно.

Аг(0

-«

Рисунок 1.3 - Амплитудно-частотные характеристики фильтра Бесселя 5-го порядка. Зеленым цветом обозначена наша выигрышная область с высоким подавлением, красным цветом обозначена обратная область с низким подавлением.

Для того чтобы избавиться от красной области с низким подавлением, целесообразно подключить дополнительный фильтр низких частот (в данном случае, фильтр Баттерворта 3-го порядка), но с более широкой полосой. Такой фильтр позволит значительно уменьшить красную область.

Добавим к режекторному фильтру Бесселя 5-го порядка необходимый фильтр низких частот Баттерворта 3 -го порядка. Назовем этот фильтр модифицированным фильтром ( mdf(f) ) и запишем его общий полином:

тйП!) •• =

[1+к1(1-2п-Г)2]-[1+к2(1-2п-Г)2]

(1+k3i■2n■f)■[1+k4i■2n■f+k5(,i■2n■f)2][1+k6i■2n■f+k7(i■2n■f)2]■(1+k8i■2n■f)[1+k8i■2n■f+(kgi■2n■f)2]

(3),

Где кз = 0,5 и кд = 0,25 [10].

И выведем на общий график амплитудно-частотные характеристики до подключения нашего ФНЧ Баттерворта и после.