Курсовая работа / Kursov_task
.docЦифровые фильтры и их свойства (варианты заданий)
Курсовая работа состоит из двух частей: теоретической и практической. Теоретическая часть работы заключается в изложении основ применения дискретного преобразования Фурье для спектрального анализа сигналов и общие основы теории цифровой фильтрации с подробным описанием метода проектирования ЦФ, выбранного для курсовой работы. Выполнение практической части работы состоит в написании необходимых функций MATLAB выполняющих операции представленные в задании. Отчет по курсовой работе должен быть представлен в виде документа в формате Microsoft Word (электронная и жесткая копия) в котором отражены пункты выполнения задания и выводы по работе. В приложении к курсовой работе приводится описание используемых функций MATLAB.
1. Генерация входной последовательности сигнала
Ввести входной сигнал и построить его график.
Рабочий диапазон частот: 0.5-35Гц
Частота дискретизации: 128Гц
Длина реализации: 512 отсчетов
Амплитуда сигнала в диапазоне от -500мкВ до 500мкВ
Примеры задания входной последовательности
-
Полигармонический сигнал:
Saicos(wit), wi = 3, 7, 10, 25 Гц
-
Полигармонический сигнал и cлучайный шум (сигнал/шум = 20 дБ):
Saicos(wit) +h(t), wi = 3, 7, 10, 25 Гц
-
Модулированный полигармонический сигнал:
A(1 +Saicos(wit))sinWt
4. Сигнал составленный из подпоследовательностей различной частоты (3, 7, 10, 25Гц):
4.1. равные временные участки задания подпоследовательностей сигнала
4.2. равное число периодов задания подпоследовательностей сигнала
4.3. равные энергетические участки задания подпоследовательностей сигнала
5. Сигнал с непрерывно возрастающей частотой:
5.1. от 0.5 до 35Гц
5.2. от 0.5 до 25Гц
5.3. от 3 до 35Гц
5.4. от 3 до 25Гц
6. Реальный сигнал (последовательность 16-разрядных чисел со знаком, Fs=256Гц, амплитуда сигнала +/-50мкВ соответствует +/-400единицам кода):
-
signal.d01
-
signal.d02
-
signal.d03 …
2. Реализация спектрального анализа с использованием БПФ
Вычислить прямое и обратное дискретное преобразование Фурье для взвешенной с помощью окна реализации сигнала с использованием функций одномерного преобразования FFT и IFFT, построить график модуля спектральной функции.
Использовать окна, задаваемые функцией:
-
BARTLETT(N)
-
BLACKMAN(N)
-
BOXCAR(N)
-
CHEBWIN(N,R)
-
HAMMING(N)
-
HANNING(N)
-
KAISER(N,beta)
-
TRIANG(N)
Использовать окна, задаваемые уравнением:
9. обобщенное косинусоидальное окно
d(v) = 1/2(1 -cos(2Pvq/N), v = 0, N/2q -1,
1, v = N/2q, N -[N/2q] -1,
1/2(1 -cos(2Pvq/N), v = N -[N/2q], N -1, где 1<q<N/2.
-
окно Парзена
3. Проектирование и реализация ЦФ
Выполнить расчет заданного ЦФ, построить АФЧХ. Фильтрация входного сигнала, построение графика выходного сигнала и модуля спектральной функции.
Фильтры (затухание в полосе пропускания -3дБ, вне полосы пропускания не хуже -20дБ):
1. полоса пропускания: 0-35Гц
2. полоса пропускания: 0-25Гц
3. полоса пропускания: 0-13Гц
4. полоса пропускания: 0-8Гц
5. полоса пропускания: 0-4Гц
6. полоса пропускания: 4-64Гц
7. полоса пропускания: 8-64Гц
8. полоса пропускания: 13-64Гц
9. полоса пропускания: 4-8Гц
10. полоса пропускания: 8-13Гц
11. полоса пропускания: 4-13Гц
-
полоса пропускания: 13-25Гц
БИХ:
-
фильтр Баттерворта
-
фильтр Чебышева
-
эллиптический фильтр
-
фильтр Бесселя
КИХ:
5. Метод взвешивания с помощью окна:
5.1. прямоугольное окно
5.2. окно Хэмминга
5.3. окно Блэкмана
5.4. окно Кайзера
6. Метод частотной выборки
7. Метод оптимальных (по Чебышеву) фильтров
Варианты заданий
Вариант |
Входной сигнал |
Временное окно |
Параметры фильтра |
Тип фильтра |
1 |
1, 6.1 |
1, 5 |
5 |
1 |
2 |
2, 6.2 |
2, 6 |
4 |
2 (1 рода) |
3 |
3, 6.3 |
4, 5 |
3 |
5.1 |
4 |
4.1, 6.4 |
6, 4 |
2 |
2 (2 рода) |
5 |
4.2, 6.5 |
8, 9 |
1 |
5.2 |
6 |
5.1, 6.6 |
4, 1 |
12 |
5.3 |
7 |
5.3, 6.7 |
1, 6 |
11 |
1 |
8 |
1, 6.8 |
2, 8 |
10 |
2 (1 рода) |
9 |
2, 6.9 |
5, 2 |
9 |
3 |
10 |
3, 6.10 |
6, 8 |
8 |
5.1 |
11 |
4.1, 6.11 |
8, 4 |
7 |
5.2 |
12 |
5.1, 6.12 |
4, 9 |
6 |
5.3 |
13 |
1, 6.13 |
5, 6 |
5 |
1 |
14 |
2, 6.14 |
2, 4 |
7 |
2 (2 рода) |
15 |
3, 6.15 |
1, 8 |
8 |
5.2 |
16 |
5.1, 6.16 |
4, 9 |
9 |
5.3 |