Міністерство освіти і науки України Національний університет „Львівська політехніка” Кафедра ЕОМ Звіт з лабораторної роботи № 3 з дисципліни: “Проектування комп'ютерних засобів обробки сигналів і зображень” на тему: Розрахунок і побудова цифрових СІХ фільтрів з частотною вибіркою. Фільтрація складених сигналів  Мета Ознайомитись з різними типами цифрових фільтрів, навчитись розраховувати різні типи фільтрів і застосовувати їх на практиці. Дослідити використання вагових функцій при побудові частотних фільтрів з скінченною імпульсною характеристикою. Завдання Вар Вхідний сигнал, t=0..1000 Частоти вхідного сигналу, кГц,ωn Фільтр Частоти фільтра,кГц Частота дискретизації, кГц Ширина смуги переходу, кГц Затухання в смузі послаблення,дБ  16 
1,0 6,0 9,0 ФНЧ 0,3 4 0,24 -113,9   Імапульсна характеристика ідеального фільтра: Тип фільтра hD(n), n≠0 hD(n), n=0  ФНЧ 

  Характеристика вагової функції: Тип вікна Рівень бокових пелюсток, дБ Ширина перехідної зони(N=256)  Аналітичний вираз  Тюкі -22 0,0072 

а=0,5   Теоретичні відомості Фільтр — це система , що вибірково змінює форму сигналу (амплітудно-частотну або фазово-частотну характеристику). Основними цілями фільтрації є: покращання якості сигналу, виділення із сигналів інформації або розділення, об’єднаних раніше, сигналів для, наприклад, ефективного використання доступного каналу зв’язку. Важливу роль в цифровому опрацюванні сигналів відіграють цифрові фільтри. В порівнянні з аналоговими фільтрами вини переважають у багатьох областях (стиск даних, біомедичне опрацювання сигналів, опрацювання мови, опрацювання зображень, передача даних, цифрове аудіо, телефонне ехопослаблення), так як володіють рядом переваг, частина з яких описана нижче: цифрові фільтри(ЦФ) мають характеристики, отримати які на аналогових фільтрах (АФ) неможливо (лінійна фазова характеристика) ; на відміну від АФ, продуктивність ЦФ не залежить від змін середовища (зміна температури, вологості, тиску). Таким чином ЦФ не потребують періодичного калібрування; якщо фільтр(Ф) побудований з використанням програмованого процесора, його частотна характеристика може налаштовуватись автоматично (такі процесори широко застосовуються а адаптивних фільтрах); один ЦФ може опрацьовувати декілька вхідних сигналів або каналів без дублювання апаратних блоків; фільтровані та не фільтровані дані можна зберігати для наступного використання; можна легко використовувати здобутки із області технологій НВІС і отримати невеликі ЦФ з пониженою потужністю споживання і більш низькою ціною; на практиці точність, яку можна отримати при використанні АФ обмежена. Точність цифрових фільтрів обмежена довжиною слова використаних даних; продуктивність ЦФ однакова для всіх пристроїв серії; ЦФ можуть використовуватись при дуже низьких частотах( біомедичні дослідження). Крім того, ЦФ можуть використовуватись у великому діапазоні частот, для цього достатньо просто змінювати частоту дискретизації. Проте, в порівнянні з АФ, ЦФ мають і ряд недостатків: обмеження швидкості, максимальна ширина смуги сигналів, які в реальному часі спроможні опрацьовувати ЦФ, значно вужча, ніж у АФ. В задачах реального часу процес перетворення “аналоговий – цифровий – аналоговий” вводить обмеження по швидкості на продуктивність ЦФ. Найвищу частоту дискретизації, з якою може працювати фільтр, обмежує час конвертації АЦП і час встановлення сигналу ЦАП. Крім того, швидкість роботи ЦФ залежить від швидкості роботи цифрового процесора і числа арифметичних операцій, які необхідно виконати в алгоритмі фільтрації, і збільшується, коли характеристика фільтра стає більш стиснутою. вплив кінцевої розрядності. ЦФ піддаються впливу шуму АЦП, що виникає при квантуванні неперервного сигналу, і шуму заокруглення, який виникає при обчисленнях. При використанні рекурсивних фільтрів високих порядків накопичення шуму заокруглення може призвести до нестійкості фільтра. значний час розробки і...