Банк рефератов содержит более 364 тысяч рефератов, курсовых и дипломных работ, шпаргалок и докладов по различным дисциплинам: истории, психологии, экономике, менеджменту, философии, праву, экологии. А также изложения, сочинения по литературе, отчеты по практике, топики по английскому.
Полнотекстовый поиск
Всего работ:
364150
Теги названий
Разделы
Авиация и космонавтика (304)
Административное право (123)
Арбитражный процесс (23)
Архитектура (113)
Астрология (4)
Астрономия (4814)
Банковское дело (5227)
Безопасность жизнедеятельности (2616)
Биографии (3423)
Биология (4214)
Биология и химия (1518)
Биржевое дело (68)
Ботаника и сельское хоз-во (2836)
Бухгалтерский учет и аудит (8269)
Валютные отношения (50)
Ветеринария (50)
Военная кафедра (762)
ГДЗ (2)
География (5275)
Геодезия (30)
Геология (1222)
Геополитика (43)
Государство и право (20403)
Гражданское право и процесс (465)
Делопроизводство (19)
Деньги и кредит (108)
ЕГЭ (173)
Естествознание (96)
Журналистика (899)
ЗНО (54)
Зоология (34)
Издательское дело и полиграфия (476)
Инвестиции (106)
Иностранный язык (62792)
Информатика (3562)
Информатика, программирование (6444)
Исторические личности (2165)
История (21320)
История техники (766)
Кибернетика (64)
Коммуникации и связь (3145)
Компьютерные науки (60)
Косметология (17)
Краеведение и этнография (588)
Краткое содержание произведений (1000)
Криминалистика (106)
Криминология (48)
Криптология (3)
Кулинария (1167)
Культура и искусство (8485)
Культурология (537)
Литература : зарубежная (2044)
Литература и русский язык (11657)
Логика (532)
Логистика (21)
Маркетинг (7985)
Математика (3721)
Медицина, здоровье (10549)
Медицинские науки (88)
Международное публичное право (58)
Международное частное право (36)
Международные отношения (2257)
Менеджмент (12491)
Металлургия (91)
Москвоведение (797)
Музыка (1338)
Муниципальное право (24)
Налоги, налогообложение (214)
Наука и техника (1141)
Начертательная геометрия (3)
Оккультизм и уфология (8)
Остальные рефераты (21697)
Педагогика (7850)
Политология (3801)
Право (682)
Право, юриспруденция (2881)
Предпринимательство (475)
Прикладные науки (1)
Промышленность, производство (7100)
Психология (8694)
психология, педагогика (4121)
Радиоэлектроника (443)
Реклама (952)
Религия и мифология (2967)
Риторика (23)
Сексология (748)
Социология (4876)
Статистика (95)
Страхование (107)
Строительные науки (7)
Строительство (2004)
Схемотехника (15)
Таможенная система (663)
Теория государства и права (240)
Теория организации (39)
Теплотехника (25)
Технология (624)
Товароведение (16)
Транспорт (2652)
Трудовое право (136)
Туризм (90)
Уголовное право и процесс (406)
Управление (95)
Управленческие науки (24)
Физика (3463)
Физкультура и спорт (4482)
Философия (7216)
Финансовые науки (4592)
Финансы (5386)
Фотография (3)
Химия (2244)
Хозяйственное право (23)
Цифровые устройства (29)
Экологическое право (35)
Экология (4517)
Экономика (20645)
Экономико-математическое моделирование (666)
Экономическая география (119)
Экономическая теория (2573)
Этика (889)
Юриспруденция (288)
Языковедение (148)
Языкознание, филология (1140)

Курсовая работа: Расчет и моделирование цифрового фильтра

Название: Расчет и моделирование цифрового фильтра
Раздел: Рефераты по коммуникации и связи
Тип: курсовая работа Добавлен 11:30:47 26 сентября 2010 Похожие работы
Просмотров: 338 Комментариев: 2 Оценило: 0 человек Средний балл: 0 Оценка: неизвестно     Скачать

Министерство образования РФ

Санкт-Петербургский Государственный Морской Технический Университет

Кафедра 50

Курсовая работа

Расчет и моделирование цифрового фильтра.

Выполнил: Резунов А.Б. гр. 3580

Проверил: Сетин А.И.

Санкт-Петербург 2009


Содержание

Введение

Общие сведения по КИХ-фильтрам

Расчет цифрового фильтра

Модель цифрового фильтра и описание блоков модели

Моделирование работы цифрового фильтра в MatLab


Введение

С физической точки зрения цифровая фильтрация – это выделение в определенном частотном диапазоне с помощью цифровых методов полезного сигнала на фоне мешающих помех (рис. 1).

Рис. 1 Фильтрация помех с помощью цифрового ПФ.

По своим частотным свойствам фильтры делятся на:

– фильтры нижних частот (ФНЧ) – Low pass – рис.2а;

– фильтры верхних частот (ФВЧ) – High pass – рис.2б;

– полосовые фильтры (ПФ) – Band pass – рис.2в;

– режекторные фильтры (РФ) – Band stop – рис.2г.


Рис. 2 Идеальные частотные характеристики фильтров.

На рис. 2 приняты следующие обозначения:

ПП – полоса пропускания – частотная область, внутри которой сигналы проходят через фильтр практически без затухания;

ПЗ – полоса задерживания – выбирается разработчиком такой, чтобы обеспечить затухание сигнала не хуже заданного;

Переходная полоса – частотная область между ПП и ПЗ (характеризуется скоростью спада, обычно выражается в дБ/декаду);

fп - частота среза полосы пропускания – точка на уровне 3дБ;

fз - частота среза полосы задерживания – определяется уровнем пульсаций ЧХ в ПЗ;

fнп , fвп – нижняя и верхняя частоты среза полосы пропускания;

fнз , fвз – нижняя и верхняя частоты среза полосы задерживания.

Частота среза в этом случае является условной границей между частотой среза полосы пропускания и частотой среза полосы задерживания.

АЧХ реальных фильтров (рис. 3, на примере ФНЧ) имеют пульсации в полосе пропускания δп и задерживания δз (нестабильность ЧХ в ПП и ПЗ). Часто в литературе они имеют другое название:

Rз – максимальное подавление в полосе задерживания, дБ;

Rп – минимальное подавление в полосе пропускания, дБ.

Пульсации ЧХ в ПП вносят определенные искажения в сигнал, поэтому они более значимы при определении параметров цифровых фильтров.

Рис. 3 Реальная АЧХ цифрового фильтра (на примере ФНЧ).

Математически работа цифрового фильтра во временной области описывается разностным уравнением:

, (1)

где и - - тые отсчеты входного и выходного сигналов фильтра, взятые через интервал ; и – постоянные коэффициенты цифрового фильтра.

Цифровые фильтры принято делить на два класса:

− нерекурсивные фильтры;

− рекурсивные фильтры.

Нерекурсивные фильтры называют еще фильтрами с конечной импульсной характеристикой (КИХ-фильтры), а рекурсивные фильтры - фильтрами с бесконечной импульсной характеристикой (БИХ-фильтры). В иностранной литературе их называют:

− FIR (Finite Impulse Response) – фильтр с конечной импульсной характеристикой;

− IIR (Infinite Impulse Response) – фильтр с бесконечной импульсной характеристикой.

Если в выражении (1) положить коэффициенты , то фильтр, реализующий этот алгоритм, называется нерекурсивным. Его работа описывается уравнением:

, (2)

вычисляющим свертку двух последовательностей: коэффициентов и дискретных отсчетов входного сигнала .

Если хотя бы один коэффициент , то фильтр, реализованный согласно выражения (1), называется рекурсивным. Очевидно, что БИХ-фильтр представляет собой устройство с обратной связью, а КИХ-фильтр - без обратной связи.


Общие сведения по КИХ-фильтрам

Нерекурсивные фильтры работают в соответствии с выражением (2). Раскроем сумму:

(3)

КИХ-фильтр производит взвешенное суммирование (с коэффициентами ) предшествующих отсчетов входного сигнала. Величину называют порядком фильтра, – шаг дискретизации. Структурная схема КИХ-фильтра представлена на рис. 4.

Рис. 4 Структурная схема КИХ-фильтра.

В этом фильтре дискретные выборки из сигнала , задержанные на интервалы , взвешиваются с коэффициентами и суммируются с образованием отклика . Фильтр, представленный на рис. 4 называют еще трансверсальным фильтром. Основными элементами фильтра являются:

− линия задержки с отводами;

умножителей;

− многовходовый параллельный сумматор.

КИХ-фильтры всегда устойчивы. Форма частотной характеристики КИХ-фильтров слабо чувствительна к точности коэффициентов. Главным преимуществом КИХ-фильтра является линейность его ФЧХ.

Z - преобразование (3):

. (4)

Тогда передаточная характеристика КИХ-фильтра:

. (5)

Если в (2.9) произвести замену , то ЧХ КИХ- фильтра будет иметь вид:

. (6)

Из выражения (6) следует, что при заданном (фиксированном) шаге дискретизации можно реализовать самые разнообразные формы ЧХ цифрового фильтра, подбирая (рассчитывая) должным образом весовые коэффициенты .

Расчет цифрового фильтра

Расчет цифрового фильтра будем проводить в пакете программ MatLab с помощью инструмента FilterDesign & AnalysisTool.

После расчета цифрового фильтра в инструменте FilterDesign & AnalysisTool получились значения для порядка фильтра, графики АЧХ и ФЧХ.

Порядок фильтра .

Графики АЧХ в линейном и логарифмическом масштабах показаны на рис. 5 и рис 6 соответственно.

Рис. 5 График АЧХ в линейном масштабе.

Рис. 6 График АЧХ в логарифмическом масштабе.

Графики АЧХ в логарифмическом масштабе и ФЧХ, где фаза измеряется в радианах, показаны на рис. 7.


Рис. 7 Графики АЧХ и ФЧХ.

Модель цифрового фильтра и описание блоков модели

Модель цифрового фильтра представлена на рис. 8.

Рис. 8 Модель цифрового фильтра.

Модель цифрового фильтра состоит из:

1. 86 линий задержки , каждая из которых задерживает сигнал со своего входа на величину равную ;

2. 87 усилителей сигналов , которые производят умножение сигналов со своих входов на определенные коэффициенты;

3. 86 сумматоров, которые суммируют выходные сигналы с усилителей;

4. входа фильтра , на который подается фильтруемый входной сигнал;

5. выхода фильтра , на который подается уже отфильтрованный входной сигнал.

Так как усилители производят умножение сигналов на коэффициенты, то можем записать их значения, которые получились при расчете фильтра в инструменте FilterDesign & AnalysisTool:

Моделирование работы цифрового фильтра в MatLab

Для того, чтобы проверить правильность работы модели цифрового фильтра, проводят моделирование работы фильтра с подачей на него сигналов. В нашем случае на цифровой фильтр будет подана сумма 3х сигналов, 2а из которых будут находиться вне полосы пропускания цифрового фильтра. Схема моделирования работы цифрового фильтра показана на рис. 9.

Рис. 9 Схема для моделирования работы ЦФ.

Схема состоит из:

- 3х генераторов синусоидальных колебаний с частотами и амплитудами:

Sine Wave – и ,Sine Wave1 – и, Sine Wave2 – и;

- сумматора 3х сигналов идущих с генераторов;

- дискретизатора Zero-OrderHold, преобразующий непрерывный сигнал, поступающий с сумматора, в дискретный, шаг дискретизации

, при ;

- квантователь Quantizer, преобразующий дискретный сигнал в цифровой, шаг квантования

;

- 3х осциллографов: Scope1 (показывает непрерывный сигнал с вых. сумматора), Scope2 (показывает цифровой сигнал перед фильтрацией), Scope3 (показывает цифровой сигнал после фильтрации);

- 2х спектроскопов: SpectrumScope1 (показывает спектр цифрового сигнала перед фильтрацией), SpectrumScope2 (показывает спектр цифрового сигнала после фильтрации).

Показания 3х осциллографов и 2х спектроскопов после поведения моделирования показаны на рис. 10, рис. 11, рис. 12, рис. 13 и рис. 14.

Рис. 10 Показание осциллографа Scope1.


Рис. 11 Показание осциллографа Scope2.

Рис. 12 Показание осциллографа Scope3.

Рис. 13 Показание спектроскопа SpectrumScope1.


Рис. 14 Показание спектроскопа SpectrumScope2.

Оценить/Добавить комментарий
Имя
Оценка
Комментарии:
Где скачать еще рефератов? Здесь: letsdoit777.blogspot.com
Евгений08:22:45 19 марта 2016
Кто еще хочет зарабатывать от 9000 рублей в день "Чистых Денег"? Узнайте как: business1777.blogspot.com ! Cпециально для студентов!
22:42:05 28 ноября 2015

Работы, похожие на Курсовая работа: Расчет и моделирование цифрового фильтра

Назад
Меню
Главная
Рефераты
Благодарности
Опрос
Станете ли вы заказывать работу за деньги, если не найдете ее в Интернете?

Да, в любом случае.
Да, но только в случае крайней необходимости.
Возможно, в зависимости от цены.
Нет, напишу его сам.
Нет, забью.



Результаты(149878)
Комментарии (1829)
Copyright © 2005-2016 BestReferat.ru bestreferat@mail.ru       реклама на сайте

Рейтинг@Mail.ru