Пристрій для моделювання у vissim comm перетворювачів гильберта

Пристрій для моделювання у VisSim Comm перетворювачів Гильберта, який містить фазорізницеве коло (ФРК), у яке входять паралельно з'єднані за входом два фазообертачі, вихід кожного з яких є виходами пристрою, входом якого є вхід ФРК, який відрізняється тим, що ФРК є смуговим колом, що перестроюється, його обидва фазообертачі є фільтрами з обмеженою імпульсною харак 3 більш складні перерахунки ще більшої кількості фазових контурів, що для заданих умов конкретної технічної задачі суттєво заважає визначати оптимальний за складністю перетворювач Гильберта. З цієї причини у теперішній час мабуть єдиною залишається можливість комп'ютерного математичного моделювання цих перетворювачів. Відомі особливості комп'ютерного аналогового математичного моделювання різних систем [Тетелъбаум И.М., Шнейдер Ю.Р.. Практика аналогового моделирования динамических систем. Справочное пособие. -М.: «Энергоиздат», 1987г.]. Але аналогове моделювання за своїми можливостями та ефективністю значно уступає цифровому моделюванню. Із методів цифрового моделювання відома комп'ютерна система блочного моделювання VisSim і, особливо, розширена система VisSim Comm є найбільш ефективною для моделювання перетворювачів Гильберта. Технічною задачею, яка вирішується корисною моделлю, є задача одержання значно більш універсальної, ефективної та спрощеної моделі перетворювачів Гильберта саме за допомогою VisSim Comm. Ця задача вирішується пристроєм для моделювання у VisSim Comm перетворювачів Гильберта, які містять фазорізницеве коло (ФРК), у яке входять паралельно з'єднані за входом два фазообертача, вихід кожного з яких є виходами пристрою, входом якого є вхід ФРК. Новим є те, що ФРК є смуговим колом, що перестроюється, його обидва фазообертачі є фільтрами з обмеженою імпульсною характеристикою і з лінійною фазочастотною характеристикою (ФЧХ) з однаковою від'ємною крутизною, одна з яких зміщена на -90°; один з фазообертачів має амплітудно-частотну характеристику (АЧХ) фільтра нижніх частот (ФНЧ) - Lowpass FIR, а другий - фільтр Гильберта - Hilbert FIR має постійну АЧХ фільтра верхніх частот (ФВЧ), при цьому фільтр ФНЧ може у результаті перестройки мати чи практично постійну АЧХ, чи АЧХ з певним рівнем хвиль, який змінюється вибором одного з шести типів вікон Window Type, а ширина смуги частот та середня частота усього пристрою змінюються вибором значення кроку моделювання, встановленням числа 2n у векторі швидкого перетворення Фур'є (кількість вибірок - Number of Nang) та частоти зрізу ФНЧ - Cutoff Fred 1. На кресленні, що додається, наведена структурна електрична схема запропонованої моделі перетворювача Гильберта, на якій позначено фазорізницевє коло ФРК 1, фільтри ФНЧ 2 і Гильберта 3. Входом запропонованої моделі є вхід фазорізницевого кола ФРК 1, тобто - об'єднаний вхід ФНЧ 54476 4 2 та фільтра Гильберта 3, вихід якого є одним з виходів моделі, другий вихід якої є вихід ФНЧ 2. Працює запропонований пристрій таким чином: Миттєва напруга u інформаційного сигналу про короткочасне порушення нормального безперервного функціонування реального фізичного об'єкту надходить на вхід фазорізницевого кола ФРК 1, тобто - на об'єднаний вхід ФНЧ 2 та фільтра Гильберта 3, на виході кожного з яких одержується миттєва напруга дійсного сигналу r та уявного - h. Саме ці сигнали є складовими комплексного сигналу, який тут і потрібно було одержати. Але, у залежності від умов конкретної технічної задачі, необхідно одержати оптимальний за складністю та за достатньою точністю одержаного комплексного сигналу перетворювач Гильберта. Розв'язанню саме таких задач суттєво повинна допомагати запропонована модель. Наприклад, не завжди необхідно використовувати фазовий коректор, чи для вузькосмугових сигналів можна зменшувати кількість фазових контурів, чи визначати допуски коливання АЧХ і др. Такі спрощення для отримання саме оптимальної моделі можна досягти лише за допомогою комп'ютерного моделювання. Для цього у системі VisSim з розширенням VisSim Comm проектування та аналіз фільтрів доведені до високої степеню досконалості з досить простими, швидкими та надійними операціями. Так, одержання АЧХ фільтра ФНЧ 2 з відповідним певним рівнем коливань та, як наслідок, з певною крутизною спаду АЧХ у перехідної області частот, у VisSim Comm досягається вибором відповідного типу вікна, наприклад, Бартлетта, Хеммінга, Хеннінка та іншого, всього шість вікон, а також встановленням його частоти зрізу - Cutoff Fred 1. А для одержання потрібної смуги частот та її середньої частоти усього пристрою необхідно встановити певне значення кроку моделювання, число 2n у векторі швидкого перетворення Фур'є та частоти зрізу ФНЧ 2. При цьому існують досить прості та надійні можливості контролю одержаних частотних характеристик окремо для кожного з фільтрів ФНЧ 2 та Гильберта 3 активізацією вікна результатів - View Response, із якого одержуємо графіки АЧХ, ФЧХ та інших характеристик. Таким чином, в залежності від умов конкретних технічних задач на шляху використання запропонованої моделі дійсно існують ефективні можливості створювати оптимальні перетворювачі Гильберта як на аналогової, так і на цифрової елементної базі, і як наслідок, одержувати значно більш спрощені та достатньо точні вимірювальні пристрої, використання яких у системах функціонування реальних фізичних об'єктів дозволить суттєво поліпшувати їх основні характеристики, що саме і визначає практичну корисність упровадження таких пристроїв у науку і техніку. 5 Комп’ютерна верстка А. Рябко 54476 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601