Основы построения структурных схем

Структурная схема ЛДС отображает алгоритм вычисления реакции. Во временной области соотношение вход/выход при известных параметрах ЛДС описывается разностным уравнением, решение которого методом прямой подстановки при нулевых начальных условиях описывает алгоритм вычисления реакции (см. п. 1.3.2). В этом смысле структурная схема ЛДС отображает разностное уравнение.

Алгоритм вычисления реакции по разностному уравнению основан на выполнении трех типов операций с отсчетами сигнала:

- задержки на период дискретизации ;

- умножения на константу;

- алгебраического сложения.

На структурной схеме (рис. 1.18) им соответствуют три вида элементов:

- элемент задержки (а);

- умножитель (б);

- сумматор (в).

Схематическое изображение элемента задержки вытекает из соответствия между описаниями сигнала во временной области и в z-области, а именно, если

,

то

.

Физически элемент задержки представляет собой регистр, хранящий один из предшествующих отсчетов сигнала.

Рис. 1.18. Элементы структурной схемы ЛДС

Структурная схема ЛДС может быть реализована аппаратно или программно. В первом случае – в виде специализированного цифрового устройства на интегральных логических элементах, во втором – в виде программы на компьютере или цифровом процессоре обработки сигналов (ЦПОС). Развитие технологии ЦПОС сделало программную реализацию преобладающей [5, 6].

Ниже приводятся примеры простейших прямых структур для нерекурсивных и рекурсивных звеньев 2-го порядка. Подробная информация о разновидностях структур ЛДС дается в [1].