Расчет петлевого фильтра ФАПЧ Опции

[Acvarif]

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.

[Stanislav]

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.


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

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.

...а вполне определённая штука с разработанной теорией, которая работает наилучшим образом,..

Дык, теория должна работать на результат, а не результат - на теорию.
А требования могут быть разными.

...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.

...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.


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

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?
(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.)

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.

[petrov]

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.

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.

[Stanislav]

Действительно казалось, не допускает.

Тогда мне остаётся лишь признать, что системы ФАПЧ с КИХ-фильтром в петле ООС, созданной Вашим покорным слугой ещё 20+ лет тому, в действительности не существует.
Поскольку, этого не допускает теория.

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

Тогда уж позвольте и мне "зайти с козырей": интеграторов, о которых Вы пишете, в цифровой технике не существует.
Есть лишь их аппроксимация, различной степени убогости (Ваше выражение).
Потому, "ламповая теория" в системах ЦОС, строго говоря, может быть применена только условно.

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

У фапч без интегрирующих звеньев в петлевом фильтре всегда будет остаточная ошибка. Это легко проверяется как теоретическими выкладками, так и моделированием.

А в посте #11 данной темы разве не про это написано?
Смысла ломиться в открытую дверь не вижу.

Если по каким-то причинам нужна петля с такими странными свойствами, то нет никакого смысла ставить КИХ в качестве ПФ.

Вы просто не понимаете, о чём пишете.
Смысл, в конкретных задачах, таки есть. Прочитайте ещё раз пост #11 внимательно.

А вот конкретная вводная.
Систематическая ошибка по фазе в пару градусов не волнует. Важно лишь равенство частот сигнала и генератора.
Зато волнует время установления переходного процесса. Скажем, при скачкообразном изменении (несущей) частоты входного сигнала, в аддитивном полосовом шуме.
Держу пари, что с КИХ-фильтром в ООС решение будет лучше, чем "по теории", в Вашей (и ув. petrov) интерпретации.

[petrov]

Тогда мне остаётся лишь признать, что системы ФАПЧ с КИХ-фильтром в петле ООС, созданной Вашим покорным слугой ещё 20+ лет тому, в действительности не существует.
Поскольку, этого не допускает теория.

Если вы его не видите, это не значит что его нет, нет такого понятия как ФАПЧ без интегратора.

Тогда уж позвольте и мне "зайти с козырей": интеграторов, о которых Вы пишете, в цифровой технике не существует.
Есть лишь их аппроксимация, различной степени убогости (Ваше выражение).
Потому, "ламповая теория" в системах ЦОС, строго говоря, может быть применена только условно.

Существует, лучше работает чем в аналоге, идеально без дрейфов всяких.

[Stanislav]

Если вы его не видите, это не значит что его нет,..

Побейте, но лучше не скажешь.
Эта стрела летит в Вашу же сторону.

...нет такого понятия как ФАПЧ без интегратора.

ФАПЧ без интеграторов в ООС прекрасно существуют.
Если не так, приведите, пожалуйста, определение понятия ФАПЧ, где постулируется присутствие интеграторов.
Это обязательный момент. В противном случае, лучче "разойтись с миром".

Существует, лучше работает чем в аналоге, идеально без дрейфов всяких.

Вы тоже не понимаете, о чём пишете.
Интегратор в аналоге хотя бы соответствует определению теоретически.
Интегратор в цифре есть математическая абстракция.

Если я не прав, скажите, как выразить в цифре интеграл от функции sin(t), где t - время,
Не приближённо, а точно.


ЗЫ. "Идеально без дрейфов всяких" - где про это Вы вычитали?

[petrov]

ФАПЧ без интеграторов в ООС прекрасно существуют.

Вот системная функция дискретной ФАПЧ, даже в случае первого первого порядка в петле имеется интегратор.

Интегратор в аналоге хотя бы соответствует определению теоретически.
Интегратор в цифре есть математическая абстракция.ФАПЧ без интеграторов в ООС прекрасно существуют.

Эта абстракция практически идеально работает в реальном железе.

ЗЫ. "Идеально без дрейфов всяких" - где про это Вы вычитали?

Везде написано, и все про это знают.
http://www.electronicsblog.ru/usilitelnaya...ator-na-ou.html
Основным недостатком интегратора на ОУ является явление дрейфа выходного напряжения. В основе данного явления лежит то, что конденсатор С1, кроме заряда входным током заряжается различными токами утечки и смещения ОУ.

Т. е. аналоговый интегратор сам является источником нестабильности в петле, у дискретного цифрового интегратора такие проблемы отсутствуют.

Ограничен.

И чем же?

Странно, почему в сети столько примеров ФАПЧ с FIR в качестве петлевого фильтра?

Все люди ошибаются время от времени.

[Stanislav]

Все люди ошибаются время от времени.

Скажем так: люди ошибаются почти всегда.
Но только время от времени признают свои ошибки.
Тех, кто это не умеет вовсе, людьми считать нельзя...

Прекрасный пример неустойчивой фап.
Отличная иллюстрация тому, как делать не надо.

Укажите, пожалуйста, в соответствии с каким признаком Вы решили, будто данная реализация ФАП неустойчива?
Кстати, на мои вопросы Вы не дали ответа. А это некрасиво, ибо на Ваши я отвечал.

[thermit]

Скажем так: люди ошибаются почти всегда.
Но только время от времени признают свои ошибки.
Тех, кто это не умеет вовсе, людьми считать нельзя...

Укажите, пожалуйста, в соответствии с каким признаком Вы решили, будто данная реализация ФАП неустойчива?
Кстати, на мои вопросы Вы не дали ответа. А это некрасиво, ибо на Ваши я отвечал.

Я не отвечаю на дурацкие вопросы. Типоумный? Возьми и напиши в чем тут фишка и почему так можно. Тем более, что тема-то весьма не тривиальна.
А разнообразные кривляния и пр фаллометрия - это во флуд.

Теперь по теме.
1 Я не говорил, что конкретно эта реализация неустойчива. Я сказал, что это прекрасный пример неустойчивой фап. Конкретно эта реализация вполне устойчива и работоспособна.

2 т petrov всего лишь утверждает, что реализация фап с петлевым ких не имеет смысла для задач демодуляции (готов поспорить и с петровым, если это не так). И тут я с ним полностью согласен.

3 Действительно, существует класс задач, где остаточная фазовая ошибка допускается в угоду уменьшению фазового шума. Но есть ли смысл использовать в таких решениях ких в качестве петлевого? Вопрос не такой простой и однозначный, как лично вам кажется.

Про устойчивость:


Это пф петли с ких-фильтром. это к-ты фильтра.
Очевидно, что такая цепь будет устойчивой, если корни полинома с к-тами будут по модулю меньше 1 (лежат внутри ед окружности).
Тут можно заметить, что синтезированный стандартными матлабскими методами ких-фильтр совсем не гарантирует таких условий. Т е нужно принимать специальные меры.
Например, если где Мы получим все корни внутри ед окружности. Но фильтр - отстой. Хотя и вполне применим.
Еще вариант (что и было сделано в обсуждаемом скрипте) - умножить к-ты фильтра на константу по модулю меньше 1. Какая это константа? Станислав, соблаговолите определить. Фанаты ких-ов в качестве петлевых фильтров вам будут премного благодарны.
Ну и вообще говоря, можно синтезировать ких соответствующий минимуму среднеквадратической ошибки. Кстати, точно так же можно синтезировать и бих, но существенно меньшего порядка.
Едва ли ких будут круче бих в смысле фазового шума. Ведь все умножители (аддитивные ошибки) в любом случае будут в обратной связи. Однако, в смысле количества умножений ...

Так что, честно говоря лично у меня нет ни малейшего аргумента в пользу ких. Если станислав опустится до моего дилетантского уровня и внятно, без понтов обоснует использование ких, в качестве петлевых, портрет станислава в красном углу и ежедневные на него молитвы обещаю, да-с...

Сообщение отредактировал thermit - May 8 2018, 13:30