Лабораторная работа №51 / ЦОС5

Министерство образования и науки

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ»

Кафедра МО ЭВМ

Отчет

по лабораторной работе №5

по дисциплине «Цифровая обработка сигналов»

Выполнил: Рыжок М. гр. 3341

Проверил: Жукова Н.А.

Лабораторная работа №5

Цель работы: Изучение спектрального анализа и фильтрации сигналов

Постановка задания: Самостоятельно разработать виртуальный прибор для спектрального анализа и фильтрации сигналов. На вход фильтра подается синусоидальный сигнал, зашумленный белым нормальным шумом. С помощью треугольного окна и фильтра Чебышева выделить чистый сигнал.

В ходе работы используются следующие средства Matlab

• - генератор синусоидального сигнала. На вход подается количество точек реализации, амплитуда и частота (начальная фаза предполагается равной 0). Выход – синусоидальный сигнал

• - генератор белого нормального шума. На вход подается количество точек реализации и среднее квадратичное отклонение. Выход – белый нормальный шум.

• - получение спектра сигнала

• - треугольное окно

• - фильтр Чебышева. В качестве параметров: имя фильтра (верхних частот, нижних частот, полосовой), входной неотфильтрованный сигнал, частота дискретизации, верхняя частота среза, нижняя частота среза, порядок фильтра. На выходе – отфильтрованный сигнал

• - генератор единичного импульса. На вход подается частота дискретизации (512)

• - преобразование Фурье входного сигнала

• - на входе изображение сигнала по Фурье, на выходе амплитудная и фазовая характеристика.

• - логарифмирование входного параметра по основанию 10

• - развертка фазы

• - сумматор

• - умножитель

• - делитель

Лицевая панель инструмента

Кнопками Amplitude и Cycles регулируется амплитуда и частота входного сигнала, кнопкой Amplitude Noise – амплитуда шума. В левой нижней части экрана расположены управляющие элементы для фильтра – его тип, порядок, частота дискретизации и частота среза. На осциллографах в первом столбце отображаются синусоидальный сигнал без шума, сигнал с шумом, сигнал, прошедший через окно, и сигнал, отфильтрованный с помощью фильтра Чебышева. В центральном столбце отображаются спектры соответствующих сигналов. Справа сверху вниз передаточная функция фильтра Чебышева, ЛАЧХ и ФЧХ фильтра.

Диаграмма инструмента

На диаграмме сигнал складывается с шумом, проходит через окно и подается на фильтр. На каждой стадии вычисляются спектры сигнала. В нижней части диаграммы представлено получение передаточной характеристики сигнала, его ЛАЧХ и ФЧХ.

Выводы: в ходе данной лабораторной работы изучены средства LabView для генерации сигналов, их фильтрации и получения спектров. Был сделан вывод, что синусоидальный сигнал, зашумленный белым нормальным шумом лучше фильтруется фильтром Чебышева нижних частот, т. к белый нормальный шум представляет собой высокочастотный сигнал.