Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

ЦОС (3 лаб)

.pdf
Скачиваний:
147
Добавлен:
30.01.2019
Размер:
954.38 Кб
Скачать

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение

высшего образования «Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций

им. проф. М. А. Бонч-Бруевича»

_____________________________________________________________________________

Кафедра радиосистем и обработки сигналов Дисциплина «Цифровая обработка сигналов»

Лабораторная работа ЛР03

СИНТЕЗ И АНАЛИЗ КИХ-ФИЛЬТРОВ

Выполнили: Проверил: Чернов И. Н.

Санкт-Петербург

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

Цель работы:

Изучить процедуру синтеза КИХ-фильтров методом окон и методом наилучшей равномерной (Чебышевской) аппроксимации. Ознакомиться с GUI WinTool (Window Design and Analysis Tool — средство создания и анализа окон) и GUI FVTool (Filter Visualization Tool — средство визуализации фильтра).

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Бригад №1

fд

= 5000 +100 Nбр

=

5100 Гц

Изобразить графически требования к АЧХ КИХ-фильтра для своего номера бригады Nбр .

Nбр бригады

Нечетный

Таблица 1. Типы избирательности КИХ-фильтра

Тип избирательности КИХ-фильтра

ФВЧ и ПФ

Частоты (Гц) и их идентификаторы

Граничная частота

 

 

 

f

д

+ 20N

 

=

530 Гц

 

 

 

 

ПЗ

 

 

 

10

 

бр

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Граничная частота

 

f

д

+ 250 + 25N

 

 

=

785 Гц

 

бр

ПП

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2.2. Требования к АЧХ ФВЧ

Максимально допустимые отклонения АЧХ

В ПЗ

2

0.01

В ПП

1

0.05

 

 

 

Частоты (Гц) и их идентификаторы

Граничная частота

 

 

 

f

д

+ 20Nбр

= 275 Гц

 

 

 

 

 

ПЗ1

 

 

 

 

20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Левая граничная

 

f

д

+ 250

+ 25Nбр = 530 Гц

 

 

частота ПП

 

20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Правая граничная

 

 

 

 

f

д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ 25Nбр

= 1300 Гц

частота ПП

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Граничная частота

 

f

д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ 250 + 30Nбр = 1555 Гц

ПЗ2

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2.3. Требования к АЧХ ПФ

Максимально допустимые отклонения АЧХ

В ПЗ1

2

0.01

В ПП

1

0.05

В ПЗ2

2

0.01

Пояснить, чему равны коэффициенты и порядок КИХ-фильтра:

−1 −1

( ) = ∑ = ∑ ( )

=0 =0

Длина КИХ-фильтра N равна длине ИХ.

Порядок КИХ-фильтра R равен порядку передаточной функции – R=N-1. Ось симметрии (антисимметрии) ИХ – в точке n=R/2.

Коэффициенты КИХ-фильтра соответствуют коэффициентам импульсной характеристики.

2

ПУНКТЫ ЗАДАНИЯ

1. Синтез и анализ КИХ-фильтра ФВЧ методом окон с окном Кайзера.

Фильтр верхних частот – электронный или любой другой фильтр, пропускающий высокие частоты входного сигнала, при этом подавляя частоты сигнала ниже частоты среза.

Получили оптимальный ФВЧ фильтр методом окон с окном Кайзера, с порядком 46:

Проверим, является ли он оптимальным, и возьмём порядок меньше:

С порядком 40 график АЧХ ФВЧ заходит за границы максимально допустимых отклонений. Следовательно, получили оптимальный ФВЧ с порядком 46.

3

Ниже приведены графики:

ФЧХ (имеет скачок на ):

Импульсная характеристика:

Карта нулей и полюсов:

4

2. Синтез и анализ оптимального КИХ-фильтра.

Оптимальный КИХ-фильтр – это фильтр минимального порядка при заданных требованиях к АЧХ.

Метод, позволяющий синтезировать оптимальный КИХ-фильтр – метод наилучшей равномерной (Чебышевской) аппроксимации.

Получили оптимальный ФВЧ фильтр с помощью Чебышевской аппроксимации, с порядком 32:

Проверим, является ли он оптимальным, и возьмём порядок меньше:

С порядком 30 график АЧХ ФВЧ заходит за границы максимально допустимых отклонений. Следовательно, получили оптимальный ФВЧ с порядком 32.

5

Ниже приведены графики:

ФЧХ (имеет скачок на ):

Импульсная характеристика:

Карта нулей и полюсов:

6

3. Синтез и анализ КИХ-фильтра ПФ методом окон с окном Кайзера.

Полосно-пропускающий фильтр – фильтр, который пропускает частоты, находящиеся в некоторой полосе частот.

Полосовой фильтр можно представить как последовательное соединение ФВЧ и ФНЧ – он пропускает только определённую полосу частот и подавляет оставшуюся часть сигнала.

Получили оптимальный ФВЧ фильтр методом окон с окном Кайзера, с порядком 45:

Проверим, является ли он оптимальным, и возьмём порядок меньше:

С порядком 40 график АЧХ ПФ заходит за границы максимально допустимых отклонений. Следовательно, получили оптимальный ПФ с порядком 45.

7

Ниже приведены графики:

ФЧХ (имеет скачок на ):

Импульсная характеристика:

Карта нулей и полюсов:

8

4.Синтез и анализ КИХ-фильтра ПФ с помощью Чебышевской аппроксимации.

Получили оптимальный ПФ фильтр с помощью Чебышевской аппроксимации, с порядком 29:

Проверим, является ли он оптимальным, и возьмём порядок меньше:

С порядком 24 график АЧХ ПФ заходит за границы максимально допустимых отклонений. Следовательно, получили оптимальный ПФ с порядком 29.

9

Ниже приведены графики:

ФЧХ (имеет скачок на ):

Импульсная характеристика:

Карта нулей и полюсов:

10

Соседние файлы в предмете Цифровая обработка сигналов