Проектирование цифрового фильтра в среде scilab
 Скачать 410.71 Kb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ ЛУГАНСКОЙ НАРОДНОЙ РЕСПУБЛИКИ ГОУ ВПО ЛНР "ЛУГАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ ВЛАДИМИРА ДАЛЯ" Кафедра "Автоматизация и компьютерно-интегрированные технологии" Индивидуальное задание по дисциплине "Цифровая обработка сигналов в системах автоматизации" Тема: "Проектирование цифрового фильтра в среде scilab" Студент Пилецкий Д. А. (фамилия, инициалы) (подпись) Группа ИТ-381 Защищено с оценкой Руководитель работы Шаповалов В.Д. (фамилия, инициалы) (подпись) Луганск, 2021 ВведениеОсновным инструментом для решения сложных инженерных задач в настоящее время являются цифровая обработка сигналов, позволяющая свести решение к выполнению конечного числа арифметических действий, при этом результаты получают в виде числовых значений с некоторой заданной точностью. Многие методы цифровой обработки сигналов известны давно, но лишь с появлением вычислительной техники начался период их бурного развития и внедрения в практику. Применение компьютеров позволяет существенно сократить трудоемкость решения многих современных задач. Наиболее эффективное применение компьютерная техника нашла при проведении трудоемких расчетов в научных исследованиях, в процессе решения многих задач инженерного анализа, например, обработку сигналов аналоговых датчиков автоматизированных систем, цифровой фильтрации. В Методических указаниях к выполнению индивидуального задания рассматриваются основные понятия аналоговых и цифровых фильтров, приведен практический пример проектирования цифрового фильтра, даны варианты индивидуальных задания, приведены требования к оформлению отчета. Фильтры используются для устранения случайных ошибок измерения (наложения сигналов помех, шумов) Существуют следующие типы аналоговых фильтров: – фильтры нижних частот ( ФНЧ), которые пропускают низкие частоты и задерживают высокие частоты; – фильтры верхних частот (ФВЧ), которые пропускают высокие частоты и задерживают низкие частоты; – полосно-пропускающие фильтры (ФПП), которые пропускают полосу частот и задерживают частоты, расположенные выше и ниже этой полосы; – полосно-заграждающие фильтры (ФПЗ), которые задерживают полосу частот и пропускают частоты, расположенные выше и ниже этой. Цифровой фильтр — в электронике любой фильтр, обрабатывающий цифровой сигнал с целью выделения и/или подавления определѐнных частот этого сигнала. Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) показывает зависимость коэффициента передачи фильтра от частоты сигнала подаваемого на вход фильтра. Импульсная характеристика (ИХ)– это реакция фильтра на единичный импульс поданный на его вход. Коэффициент передачи - это отношение амплитуды выходного сигнала к амплитуде входного. Коэффициент передачи принято измерять либо в абсолютных единицах, либо в логарифмических - децибелах (dB) Моделирование цифрового фильтра Выполнить моделирование ФНЧ и ФВЧ цифровых фильтров Баттерворта, Чебышева первого рода, Чебышева второго рода и эллиптического фильтра.
Выполним моделирование ФНЧ.Выполним моделирование для Баттерворта.  Результаты моделирования  Выполним моделирование для Чебышева 1 рода.  Результаты моделирования  Выполним моделирование для Чебышева 2 рода  Результаты моделирования  Выполним моделирование для Эллиптического фильтра  Результаты моделирования  Выполним моделирование ФВЧ.Выполним моделирование для Баттерворта.  Результаты моделирования  Выполним моделирование для Чебышева 1 рода  Результаты моделирования  Выполним моделирование для Чебышева 2 рода  Результаты моделирования  Выполним моделирование для Эллиптического фильтра  Результаты моделирования  ЗаключениеОсновным инструментом для решения сложных инженерных задач в настоящее время являются цифровая обработка сигналов, позволяющая свести решение к выполнению конечного числа арифметических действий, при этом результаты получают в виде числовых значений с некоторой заданной точностью. В ходе выполнения индивидуального задания было проектирования цифрового фильтра в среде scilab, где нам надо было выполнить моделирование ФНЧ и ФВЧ цифровых фильтров Баттерворта, Чебышева первого рода, Чебышева второго рода и эллиптического фильтра. Была построена передаточная функция Баттерворта,Чебышева первого рода, Чебышева второго рода и эллиптического фильтра и по передаточной функции дальше в блокноте прописывались команды для ФНЧ и ФВЧ, а так же были построены три графика моделирование:исходный график, отфильтрованный и дискретный БИХ–фильтр полоса пропускания и при дальнейший изменений видов фильтров можно было видеть как изменяются графики. ЛитератураСергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов: Учебник для вузов, 2-е изд. – СПб.: Питер, 2006; Джонсон Д, Джонсон Дж.., Мур Г. Справочник по активным фильтрам. – М.: Энергоатомиздат, 1983. – 128 с. Айфичер Э., Джервис Б. Цифровая обработка сигналов. Практический подход. / М., "Вильямс", 2004, 992 с. Лэм Г. Аналоговые и цифровые фильтры. Москва, Мир, 1982, 592 с. Гутников В.С. Фильтрация измерительных сигналов. - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. Отд-ние, 1990.-192 с. Хьюлсман, Л. Введение в теорию и расчет активных фильтров: пер. с англ. / Л. Хьюлсман, Ф. Ален. – М.: Радио и связь, 1984. – 384 с. Мошиц Г. П. Проектирование активных фильтров: пер. с англ. / Г. Мошиц, П. Хорн. – М.: Мир, 1984. – 320 с |