Сравнение реализаций биквадратных фильтров

Блокноты jupyter/Google Collab для сравнения пведения реализаций цифровых фильтров на арифметике с фиксированными точками

• Сравниваются 2 способа релизации: Прямая форма 1 (Direct Form 1, DF1) и сопряженная форма (Coupled Form, Gold-Raider form)
• Учтены эффекты квантования коэффициентов, квантования переменных состояний и сигналов, способы округления, переполнение переменных сотяония (насыщение).

Состав

• fixpt.py --- библиотека фиксированныз точек
  • SaturationPolicy, QuantPolicy --- декларации поведения при насыщении (переполнение, насыщение, исключение) и квантовании (Truncate, TruncateToZero, Round)
  • FixedPoint --- абстрагирует переменную с фиксированно точкой с фиксированной разрядностью, дробной частью способом насыщения и квантования.
  • При вычислениях промежуточные результаты хранятся в переменных типа FixedPointBase, представляющем числа с фиксированной точкой произвольной точности.
  • Прменение политик насыщение и квантования происходит только при присвоении значений типам FixedPoint.
• biquad_filters.py --- реализация фильтров BiQuadDF1, BiQuadCoupled.
  • BiQuadDF1.Config --- конфигурация бока ПЛИС согласно HWH (разрадности, способ округления).
  • BiQuadDF1.Registers --- значения регистров и процедуры их вычисления из числителя и знаменателя передаточной функции.
  • BiQuadDF1 --- непосредственно реализация ПФ с методом output() для симуляции.
• test_biquad.ipynb --- блокнот-демонстрация.
  • Назаначение парметров блоков
  • Синтез фильтров разного типа.
  • Сравнение с реализацие с плавающими точками (моделирвоание, диаграмма Боде)
• test_biquad_collab.ipynb --- блокнот-демонстрация для GoogleCollab
  • Запуск блокнота: https://colab.research.google.com/github/EPC-MSU/biquad_filters_comparison/blob/master/test_biquad_collab.ipynb
  • Функционал аналогичен attachment:test_biquad.ipynb