Дискретне перетворення Фур’є та його застосування для спектрального аналізу сигналів. Звіт про виконання лабораторної роботи з Цифрове оброблення сигналів. Робота № 526909

Дискретне перетворення Фур’є та його застосування для спектрального аналізу сигналів

Інформація про навчальний заклад

ВУЗ:

Національний університет Львівська політехніка

Інститут:

ІКТА

Факультет:

Захисту інформації

Кафедра:

Кафедра захисту інформації

Інформація про роботу

Рік:

2015

Тип роботи:

Звіт про виконання лабораторної роботи

Предмет:

Цифрове оброблення сигналів

Група:

зі 41

Варіант:

Завантажити

Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА» кафедра захисту інформації / Лабораторна робота №5 на тему: «Дискретне перетворення Фур’є та його застосування для спектрального аналізу сигналів» з курсу «РОЗРАХУНОК ТА ДОСЛІДЖЕННЯ РЕКУРСИВНИХ ЦИФРОВИХ ФІЛЬТРІВ» Варіант №8 Львів – 2014 Мета роботи – отримати навики розрахунку параметрів і характеристик рекурсивних цифрових фільтрів, а також навчитися застосовувати засоби програмного пакету Simulink MatLab для їх реалізації та дослідження. ЗАВДАННЯ 1. Ознайомитись із теоретичними відомостями. 2. Розрахувати перші 5 коефіцієнтів нерекурсивного фільтра згідно заданого варіанту при відсутності накладання вікна. 3. Скласти програму в середовищі MatLab згідно завдання. 3.1. Розрахувати мінімально необхідний порядок вказаного типу фільтра для забезпечення поставлених вимог. Знайти коефіцієнти фільтра. Побудувати АЧХ розрахованого фільтра. Оцінити вплив N-бітного квантування коефіцієнтів фільтра на його характеристики при прямій реалізації та каскадній на основі біквадратних ланок. Провести фільтрацію заданого сигналу, що зберігається у файлі Lab_2_варіант у змінній signal. № Тип фільтру Fs, Гц Fp, Гц Rs, дБ Rp, дБ N, біт Fd, Гц Сигнал 8. РФ Чебишева 1-го роду [300 500] [270 530] 70 1.4 14 2000 Lab_2_8.mat Текст програми Fs=[300 500]; % задаємо частоти смуг затримки Fp=[270 530]; % задаємо частоти смуг пропускання Rs=70; % пульсації (придушення) в смузі затримки Rp=1.4; % пульсації в смузі пропускання N_bit=14; % кількість біт для представлення дробової частини коефіцієнтів fd=2000; % частота дискретизації f_N = fd/2; % частота Найквіста Fs_norm = Fs/f_N; % нормовані частоти смуги затримки Fp_norm = Fp/f_N; % нормовані частоти смуг пропускання [n, Wn] = cheb1ord(Fp_norm, Fs_norm, Rp, Rs); % визначаємо мінімальний порядок фільтра n та % частоти зрізу Wn n % виводимо порядок фільтра fc = Wn * f_N % виводимо частоти зрізу [b, a] = cheby1(n, Rp,Wn, 'stop'); % знаходимо коефіцієнти чисельника та % знаменника фільтра b = b(:); % перетворюємо вектор рядок у стовпець a = a(:); b % виводимо коефіцієнти чисельника a % виводимо коефіцієнти знаменника f = 0 : 1 : f_N; % задаємо вектор частот для розрахунку АЧХ h = freqz(b, a, f, fd); % розраховуємо комплексний коефіцієнт передачі figure(11); plot(f, abs(h)); grid on; title('АЧХ рекурсивного фільтра');% будуємо графік АЧХ bq = round(2^N_bit * b) / 2^N_bit; % квантуємо коефіцієнти чисельника aq = round(2^N_bit * a)/ 2^N_bit; % квантуємо коефіцієнти знаменника hq = freqz(bq, aq, f, fd); % розраховуємо комплексний коефіцієнт передачі % квантованого фільтра figure(12); plot(f, abs(h), f, abs(hq)); grid on; legend('1', '2'); % будуємо графік АЧХ фільтру до і після квантування title('графік АЧХ фільтру до і після квантування'); sos = tf2sos(b, a); % переходимо від прямої до каскадної форми фільтру sosq = round(2^N_bit * sos) / 2^N_bit; % квантуємо коефіцієнти біквадратних ланок [bs, as] = sos2tf(sos); % повертаємось до прямої форми представлення hs = freqz(bs, as, f, fd); % розраховуємо комплексний коефіцієнт передачі figure(13); plot(f, abs(hs)); grid on; % будуємо графік АЧХ title('графік АЧХ фільтру з каскадною формою представлення із завкругленими коефіцієнтами передачі'); load Lab_3_8 % завантажуємо сигнал signal_f1 = filter(b, a, signal); % проводимо фільтрацію сигналу figure(13); title('Графік сигналу до і після фільтрації'); subplot(311); plot((0 : length(signal)-1) / fd, signal); grid on; % будуємо графік первинного сигналу subplot(312); plot((0 : length(signal)-1) / fd, signal_f1); grid on; % графік сигналу на виході НЦФ без вікна b20=1-2*(fc(2)-fc(1))/fd; k=1:5; b20(k+1)=-sin(2*pi*k*fc(2)/fd)/(pi*k)+sin(2*pi*k*fc(1)/fd)/(pi*k); b20 Результати виконання програми Графік АЧХ рекурсивного РФ фільтра Чебишева 1-го роду / АЧХ фільтра 1- без квантування коефіцієнтів 2- з квантуванням / АЧХ фільтра побудованого каскадною формою / Графіки сигналу до та після фільтрування рекурсивним фільтром Чебишева 1-го роду Висновок При виконанні даної лабораторної роботи я отримав навики розрахунку параметрів і характеристик рекурсивних цифрових фільтрів, а також навчився застосовувати засоби програмного пакету Simulink MatLab для їх реалізації та дослідження. Порівнявши розрахунок рекурсивних та не рекурсивних фільтрів, я зробив висновок, що для забезпечення певних частот зрізу, достатньо рекурсивного фільтру значно нижчого порядку ніж не рекурсивного, проте, рекурсивний фільтр дещо важчий у реалізації.

Звіт про виконання лабораторної роботи Цифрове оброблення сигналів

Magotskyy

20.01.2015 13:58

Коментарі

Ви не можете залишити коментар. Для цього, будь ласка, або зареєструйтесь.

Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!

поділитись