Перейти к содержанию

Расчет петлевого фильтра ФАПЧ

Погуглив данную тему ничего внятного по этому поводу не нашел кроме
http://www.dsplib.ru/content/dpll/dpll.html
Речь идет про расчет коэффициентов петлевого фильтра.
В качестве петлевого фильтра часто применяется FIR, коэффициенты которого можно посчитать в Матлаб.
Как можно соотнести расчет коэффициентов петлевого фильтра с расчетом собственно коэффициентов FIR в Матлаб?
Для FIR Матлаб нужны всего несколько вполне определенных параметров, частота дискретизации, Fstop Fpass и пр.,
но никак не Кр Кi g1 и g2.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Цитата(Acvarif @ Apr 20 2018, 21:00) <{POST_SNAPBACK}>
В качестве петлевого фильтра часто применяется FIR,


Это не так.

Цитата(Acvarif @ Apr 20 2018, 21:00) <{POST_SNAPBACK}>
Как можно соотнести расчет коэффициентов петлевого фильтра с расчетом собственно коэффициентов FIR в Матлаб?
Для FIR Матлаб нужны всего несколько вполне определенных параметров, частота дискретизации, Fstop Fpass и пр.,
но никак не Кр Кi g1 и g2.


Никак, нужно для вашей конкретной петли руками выводить то, что сделано для обычного ПИ звена по ссылке на dsplib.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Цитата(petrov @ Apr 20 2018, 21:55) <{POST_SNAPBACK}>
Это не так.

http://www.iject.org/vol73/10-shachi-p.pdf Digital Loop Filter (FIR filter)
Это реально работающий проект на ПЛИС.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Цитата(Acvarif @ Apr 20 2018, 23:00) <{POST_SNAPBACK}>
http://www.iject.org/vol73/10-shachi-p.pdf Digital Loop Filter (FIR filter)
Это реально работающий проект на ПЛИС.


Это реальный ужас.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Цитата(petrov @ Apr 20 2018, 21:55) <{POST_SNAPBACK}>
Это не так.
Почему?
Я применял КИХ-фильтр в петле, чтоб не морочиться с устойчивостью/переполнением.
Другое дело, что БИХ вычислительно эффективнее, если позволяет "железо", но это понятно и так.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Цитата(Stanislav @ Apr 21 2018, 05:02) <{POST_SNAPBACK}>
Почему?
Я применял КИХ-фильтр в петле, чтоб не морочиться с устойчивостью/переполнением.
Другое дело, что БИХ вычислительно эффективнее, если позволяет "железо", но это понятно и так.

В чем отличие в петле КИХ от БИХ? Только эффективностью?
Или БИХ это и есть так называемое пропорционально интегрирующее звено в петле типа это, которое склонно к переполнению.
Код
%Define Loop Filter parameters(Sets damping)
kp=0.15; %Proportional constant
ki=0.1; %Integrator constant
%PLL implementation
for n=2:length(Signal)
vco(n)=conj(exp(j*(2*pi*n*f/fs+phi_hat(n-1))));%Compute VCO
phd_output(n)=imag(Signal(n)*vco(n));%Complex multiply VCO x Signal input
e(n)=e(n-1)+(kp+ki)*phd_output(n)-ki*phd_output(n-1);%Filter integrator
phi_hat(n)=phi_hat(n-1)+e(n);%Update VCO
end;
Изменено пользователем Acvarif

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Потому что ФАПЧ это не просто какие-то КИХ и БИХ, а вполне определённая штука с разработанной теорией, которая работает наилучшим образом, в которой важно именно количество интеграторов в петле, которая сама по себе фильтрует очень хорошо, характеристики которой в принципе практически невозможно улучшить никакими КИХ фильтрами. Инженер может многого не знать, но должен интуитивно определять, что нужно взять и изучить, а не изобретать кривой убогий велосипед, который он делал.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Тема периодически всплывает.
Изменено пользователем thermit

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Цитата(thermit @ Apr 21 2018, 17:27) <{POST_SNAPBACK}>
Тема периодически всплывает.

Спасибо. Полезный документ.
Стало совсем все плохо, поскольку я еще долго не смогу понять почему у меня ФАПЧ с петлевым КИХ таки работает.
Несущая 36 000 Гц. ФАПЧ устойчиво работает в полосе +- 60 Гц. Если больше все разваливается.
Какую максимальную полосу захвата для этой несущей может обеспечить ФАПЧ сделанная по всем правилам?
Изменено пользователем Acvarif

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Цитата(Acvarif @ Apr 21 2018, 18:19) <{POST_SNAPBACK}>
Спасибо. Полезный документ.
Стало совсем все плохо, поскольку я еще долго не смогу понять почему у меня ФАПЧ с петлевым КИХ таки работает.
Несущая 36 000 Гц. ФАПЧ устойчиво работает в полосе +- 60 Гц. Если больше все разваливается.
Какую максимальную полосу захвата для этой несущей может обеспечить ФАПЧ сделанная по всем правилам?



У вас маленькая расстройка. В этой связи и смещение маленькое. Вы его не замечаете на фоне шумов.
Полоса захвата ограничена, теоретически, +- половиной частоты дискретизации.
У вас модель в руках. Попробуйте.

зы
в случае ких, есть немеряная проблема обеспечения устойчивости цепи. У ких ведь порядок большой. И все это выливается в полюсы цепи. Классический расчет ких тут вообще не в тему.
Полная 5-я точка.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Цитата(Acvarif @ Apr 21 2018, 07:50) <{POST_SNAPBACK}>
В чем отличие в петле КИХ от БИХ? Только эффективностью?

Нет.
Это структуры с несколько разными свойствами. И применимость их зависит от задачи, и ресурсов для её исполнения.
Вкратце.
Преимущества, для систем автоматического регулирования (в частности, ФАПЧ).
КИХ - устойчивость, применимость в системах малой разрядности (вплоть до 8-битных, хоть это уже архаизм). Произвольность формы ИХ. Возможность минимизации длительности переходного процесса. Более высокая, чем у БИХ, устойчивость в петле ФАП.
БИХ - возможность зануления матожиданий ошибок и их производных. Малый объём математических действий.

Недостатки.
КИХ - сравнительно длинный буфер памяти процесса, большой объём арифметических действий. Невозможность полной компенсации ошибок (фазы).
БИХ- требуется высокая (на несколько порядков выше, чем у КИХ) точность вычислений. Бесконечное время переходного процесса. Ограниченные возможности для создания ИХ произвольной формы. Худшая, чем у КИХ, устойчивость в петле ФАП.

Прежде, чем создавать систему ФАПЧ, следует задаться её параметрами.


----------------------------------------------------

Цитата(petrov @ Apr 21 2018, 12:44) <{POST_SNAPBACK}>
Потому что ФАПЧ это не просто какие-то КИХ и БИХ,..
Вот и я про то же.
Посему, не следует с ходу отметать ту, или иную, её реализацию.

Цитата(petrov @ Apr 21 2018, 12:44) <{POST_SNAPBACK}>
...а вполне определённая штука с разработанной теорией, которая работает наилучшим образом,..
Дык, теория должна работать на результат, а не результат - на теорию. wink.gif
А требования могут быть разными.

Цитата(petrov @ Apr 21 2018, 12:44) <{POST_SNAPBACK}>
...в которой важно именно количество интеграторов в петле, которая сама по себе фильтрует очень хорошо, характеристики которой в принципе практически невозможно улучшить никакими КИХ фильтрами.
Простите, разве теория что-то говорит о необходимости интеграторов в петле?
Мне казалось, что теория допускает как их присутствие, так и полное отсутствие.

Цитата(petrov @ Apr 21 2018, 12:44) <{POST_SNAPBACK}>
...Инженер может многого не знать, но должен интуитивно определять, что нужно взять и изучить, а не изобретать кривой убогий велосипед, который он делал.
Ну, раз так, то без обид.
Инженер должен чётко понимать задачу, и находить её решения, вместо того, чтоб тупо ездить на велосипеде, созданном ещё во времена ламповой техники.


--------------------------------------

Цитата(Acvarif @ Apr 21 2018, 18:19) <{POST_SNAPBACK}>
Спасибо. Полезный документ.
Стало совсем все плохо, поскольку я еще долго не смогу понять почему у меня ФАПЧ с петлевым КИХ таки работает.
Интереснее будет вопрос: почему она не должна работать? sm.gif
(Небольшой секрет: для петли АР больше подходят т.н. "минимально-фазовые" КИХ-фильтры, обладающие меньшей групповой задержкой, чем "симметричные". В Матлабе есть средства для их расчёта.)

Цитата(Acvarif @ Apr 21 2018, 18:19) <{POST_SNAPBACK}>
Несущая 36 000 Гц. ФАПЧ устойчиво работает в полосе +- 60 Гц. Если больше все разваливается.
Какую максимальную полосу захвата для этой несущей может обеспечить ФАПЧ сделанная по всем правилам?
Что значит "разваливается"?

Да, определитесь с понятиями "полоса захвата" и "полоса слежения". Это существенно разные вещи.
И постарайтесь описать сигнал.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Цитата(Stanislav @ Apr 24 2018, 01:52) <{POST_SNAPBACK}>
Простите, разве теория что-то говорит о необходимости интеграторов в петле?
Мне казалось, что теория допускает как их присутствие, так и полное отсутствие.


Действительно казалось, не допускает.


Цитата(Stanislav @ Apr 24 2018, 01:52) <{POST_SNAPBACK}>
вместо того, чтоб тупо ездить на велосипеде, созданном ещё во времена ламповой техники.


Время не влияет, в том-то и беда, что даже тупо ездить ещё не научились.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
У фапч без интегрирующих звеньев в петлевом фильтре всегда будет остаточная ошибка. Это легко проверяется как теоретическими выкладками, так и моделированием. Если по каким-то причинам нужна петля с такими странными свойствами, то нет никакого смысла ставить КИХ в качестве ПФ. Достаточно уменьшить усиление в петле: просто умножать сигнал ошибки на коэффициент. КИХ в качестве ПФ будет дополнительно вносить задержку в цепь регулирования, тем самым уменьшать полосу петли, практически ничего не давая взамен.

Для расчета ПФ цифровой фапч порекомендую книгу:

Справочник. – М.И. Жодзишский, Р.Б. Мазепа, Е.П. Овсянников и др. / Под редакцией М.И. Жодзишского. – М.: Радио и связь, 1990. – 208 с. – ISBN 5-256-00671-1

Там довольно подробно рассказано, как рассчитывать, как проверять и какие характеристики снимать. Один раз потренируетесь, и больше вопросов возникать не будет.

Успехов.

UPD1: По ссылке в первом же посте все посчитанно и нарисовано.
UPD2: "Реально работающие проекты на ПЛИС", как и другие реально работающие проекты с КИХ на месте ПФ без каких-либо характеристик - это кустарный уровень, конечно.
UPD3: Thermit все здраво распедалил в своей расчетно-пояснительной записке.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Цитата(thermit @ Apr 21 2018, 17:27) <{POST_SNAPBACK}>
Тема периодически всплывает.

Это точно..
Цитата(fontp @ Apr 28 2008, 13:40) <{POST_SNAPBACK}>
Ну разные есть. С обратной связью (feedback) и без (feedforward). C обратной связью - это ФАПЧ.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Цитата(Fat Robot @ Apr 24 2018, 21:59) <{POST_SNAPBACK}>
Для расчета ПФ цифровой фапч порекомендую книгу:

Справочник. – М.И. Жодзишский, Р.Б. Мазепа, Е.П. Овсянников и др. / Под редакцией М.И. Жодзишского. – М.: Радио и связь, 1990. – 208 с. – ISBN 5-256-00671-1


Не. Это одна из великого множества книг, от которых нужно держаться как можно дальше. Особенно неокрепшим инженерным умам.
Плохая книшка. Фу.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Для публикации сообщений создайте учётную запись или авторизуйтесь

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать учетную запись

Зарегистрируйте новую учётную запись в нашем сообществе. Это очень просто!

Регистрация нового пользователя

Войти

Уже есть аккаунт? Войти в систему.

Войти