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.

[petrov]

В качестве петлевого фильтра часто применяется FIR,

Это не так.

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.

[Acvarif]

Это не так.

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

[petrov]

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

Это реальный ужас.

[Stanislav]

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.

[Acvarif]

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;

Сообщение отредактировал Acvarif - Apr 21 2018, 05:00

[petrov]

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.

[thermit]

Тема периодически всплывает.

Сообщение отредактировал thermit - Apr 21 2018, 14:27

Прикрепленные файлы

 pll.pdf ( 372.33 килобайт ) Кол-во скачиваний: 159

 

[Acvarif]

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?


Сообщение отредактировал Acvarif - Apr 21 2018, 15:56

[thermit]

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.

[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.

[Fat Robot]

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.

[blackfin]

Тема периодически всплывает.

Это точно..

Ну разные есть. С обратной связью (feedback) и без (feedforward). C обратной связью - это ФАПЧ.

[thermit]

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.