20993

Дослідження загальної процедури цифрових фільтрів в LabVIEW

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

розміщуємо три горизонтальні повзункові регулятори Horizontal Pointer Slid' Controls → Express → Numeric Control → Horizontal Pointer Slide Елементи керування → Експрес → Цифровий контроль → Горизонтальний повзунковий регулятор для налаштування частоти сигналів; три графіки осцилограми Waveform Graph для відображення вхідного і відфільтрованого сигналів у часовому і спектральному зображенні. На закладці Scale Шкала змінюємо максимальне значення шкали частоти Найквіста на 4000 Гц у всіх трьох елементах і на закладці Data Range Діапазон...

Русский

2013-08-02

240.66 KB

3 чел.

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

КРЕМЕНЧУЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ІМ. М. ОСТРОГРАДСЬКОГО

ІНСТИТУТ ЕЛЕКТРОМЕХАНІКИ, ЕНЕРГОЗБЕРЕЖЕННЯ ТА СИСТЕМ УПРАВЛІННЯ

КАФЕДРА СИСТЕМ АВТОМАТИЧНОГО УПРАВЛІННЯ І

ЕЛЕКТРОПРИВОДА

ЗВІТ

До лабораторної роботи № 4

З дисципліни: «Основи збору, передачі та обробки інформації»

На тему: «Дослідження загальної процедури цифрових фільтрів в LabVIEW»

Виконав:

Студент групи СІ-10-3С

Шаповал Ю.Я.

Прийняла:

Гаврилець Г.О.

КРЕМЕНЧУК 2011

Мета:  Вивчити та придбати навички по дослідженню загальної процедури синтезу цифрових фільтрів в LabVIEW.

Порядок виконання роботи

  1.  Відкриваємо програмний пакет  LabVIEW. Створюємо новий документ – New VI.
  2.  Створюємо лицьову панель системи фільтрації (рисунок 1):

Рисунок 1 -  Лицьова панель системи IIR фільтрації під час роботи.

  1.  розміщуємо три горизонтальні повзункові регулятори Horizontal Pointer Slid' (Controls → Express Numeric Control → Horizontal Pointer Slide (Елементи керування Експрес Цифровий контроль Горизонтальний повзунковий регулятор)) для налаштування частоти сигналів;
  2.  три графіки осцилограми Waveform Graph для відображення вхідного і відфільтрованого сигналів у часовому і спектральному зображенні.

Тепер змінюємо властивості об’єктів (перейменовуємо елементи керування і графіки осцилограми):

- змінюємо властивості трьох елементів керування Horizont Pointer   Slide (Горизонтальний повзунковий регулятор). Натискаємо правою кнопкою миші на кожний елемент і обираємо Properties (Властивості) з меню швидкого виклику. В результаті з’являється діалогове вікно властивостей. На закладці Scale (Шкала) змінюємо максимальне значення шкали частоти Найквіста на 4000 Гц у всіх трьох елементах і на закладці Data Range (Діапазон даних) встановлюємо частоти за замовчанням 750 Гц, 2500 Гц і 3000 Гц відповідно;

- змінюємо властивості графіку осцилограми Waveform Graph, що позначений на рис. 1 як FFT (БПФ). Натискаємо правою кнопкою миші на графіку осцилограми Waveform Graph і обираємо Properties (Властивості) з меню швидкого виклику, щоб потрапити в діалогове вікно властивостей. На закладці Scale (Масштаб) відмінюємо Autoscale (Автомаштабування) для шкали Y і змінюємо мінімальне значення на 80, щоб краще бачити піки осцилограм. На двох других графіках, що відповідають часовому відображенню, відмінюємо опцію Loose Fit (Вимкнути сівпадіння) в меню швидкого виклику для осі X (X Scale),  щоб графік заповнив весь простір по осі X.

  1.  Для забезпечення системи джерелами сигналу розміщуємо на блок-діаграмі (рисунок 2):

Рисунок 2 - Блок-діаграма системи IIR -фільтру

три ВП Sine Waveform ((синусоїдальний сигнал) (Functions Programming → Waveform Analog Waveform Waveform Generation Sine Waveform (Функції → Програмування Сигнал Аналоговий сигнал → Генерація сигналів  Синусоїдальний сигнал)). За відсутності вхідного сигналу амплітуди вихідних синусоїд за замовчанням приймають одиничні значення. З'єднуємо проведенням регулятори і входи frequency (частота) кожного ВП Sine Waveform.

  1.  Створюємо кластер констант для введення частоти дискретизації. Для цього натискаємо правою кнопкою миші на вивід samping   Info (інформація про дискретизацію) ВП Sine Waveform і, обравши Create → Constant (Створити Константа), (вводимо 8000 - частота дискретизації і 256 - число вибірок).
  2.  Приєднуємо кластери констант до всіх трьох ВП так, щоб всі сигнали мали однакові частоти дискретизації і довжини вибірок.
  3.  Створюємо вхідний сигнал системи фільтрації, додаємо три масиви сигналів, з використанням двох функцій Add (Додати) (Functions Express → Arithmetic & Comparison Express Numeric → Add (Функції Експрес Арифметичні і порівняння Експрес чисельні → Додати)), як показано на рис. 1.
  4.   Далі створюємо компоненти системи фільтрації:
  5.  фільтр створюємо за допомогою експрес ВП DFD Classical Filter Design (Functions Addons -→ Digital Filter Design → Filter Design DFD Classical Filter Design (Функції → Додаткові → Проектування цифрових фільтрів Проектування фільтрів → DFD Класична розробка фільтрів));
  6.  заповнюємо специфікацію фільтру в діалоговому вікні конфігурації, яке з’являється після розміщення експрес ВП. В цьому вікні відображається амплітудно-частотна характеристика і графік розміщення нулів і полюсів на z-площині, відповідні до специфікації фільтру. В якості методу створення фільтру обираємо метод рівномірних пульсацій (Equi-Ripple FIR).

Як тільки експрес ВП сконфігуровано, його назва змінюється у відповідності до заданого типу фільтру, для нашого— Equi-Ripple FIR Lowpass Filter (IIR -фільтр нижніх частот з рівномірними пульсаціями). Тип фільтру відображається на блок-діаграмі.

  1.  щоб відфільтрувати вхідний сигнал, який надходить з функції Add, об’єкт фільтр під’єднуємо до виводу filter in (вхід фільтру) ВП dfd Filtering (Фільтрація) (Functions Addons → Digital Filter Design → Processing → DFD Filtering (Функції → Додаткові → Проектування цифрових фільтрів Обробка → DFD Фільтрація));
  2.  для спостереження ефекту фільтрації в спектральному і часовому відображенні вхідний сигнал і вихід ВП DFD Filtering під’єднуємо до двох графіків осцилограм Waveform Graphs;
  3.  щоб отримати спектральні характеристики сигналу,  розміщуємо на блок-діаграмі експрес ВП Spectral Measurements (Спектральні виміри) (Functions Signal Processing → Waveform Measurements). Натискаємо правою кнопкою миші на елемент і обираємо Properties (Властивості).  В полі Selected Measurements вибираємо Magnitude (peak) (Величина (пікова)), в полі Result (Результат) — дБ і в полі Window (Вікно) — None (Відсутність вікна).
  4.  Обвести всі створенні елементи на блок-діаграмі циклом While Loop  (Цикл з умовою). Для завершення циклу до терміналу умови виходу із циклу, який розташований у правому нижньому куті, під'єднуємо кнопку «стоп» (Controls → Express → Buttons  → Stop Button) ). Закінчена блок-діаграма показана на рис. 2.
  5.  Для часової затримки відображення роботи ВП розміщуємо на блок-діаграмі блок Wait Until Next ms Multiple (Functions   Programming → Timing → Wait Until Next ms Multiple ). Потім клацаємо на ньому правою кнопкою миші і обираємо  Create → Constant (Створити Константа), вводимо 300.

10. Зберігаємо ВП під назвою FIR Filtering System.vi (FIR система фільтррації) і запускаємо його.

11. Результуючі осцилограми на лицьовій панелі під час роботи показані на рис. 1.

Висновок:  На проведеній лабораторній роботі було вивчено та придбано навички по дослідженню загальної процедури синтезу цифрових фільтрів в LabView.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

40137. Производная функции одной переменной. Определение, ее геометрический смысл, простейшие правила вычисления производной (производная от функции, умноженной на константу, от суммы функций, от произведения функций, частного и степени). Производная сложной фун 140 KB
  Производная функции одной переменной. Определение ее геометрический смысл простейшие правила вычисления производной производная от функции умноженной на константу от суммы функций от произведения функций частного и степени. Производная сложной функции. Если предел  и конечен то его значение называют производной функции f в т.
40138. Дифференцирование функций многих переменных: производная по направлению, частные производные, дифференциал, Производная от сложных функций, градиент, направления убывания, геометрический смысл градиента 141 KB
  Если то функция называется дифференцируемой по x в точке x0 y0. 1 2  для  0  0:  x yDz  Ox0 y0 {x0 y0}: zx y  O Значение lim не должно зависеть от способа стремления точки x y к точке x0 y0: на плоскости для функции нескольких переменных При разных  получаем разные значения lim  lim не . Непрерывность Функция zx y называется непрерывной в точке x0 y0 если: 1. Если функция z = zx y дифференцируема в точке по совокупности аргументов то она непрерывна в этой точке.
40139. Определенный интеграл и его геометрический смысл (задача о площади криволинейной трапеции). Приближенное вычисление определенных интегралов, формулы трапеций и Симпсона 165.5 KB
  Пусть функция у = fx определена на отрезке [а b]. Обозначим через На каждом из сегментов выберем произвольные точки и составим интегральную сумму: Обозначим диаметр разбиения если  конечный не зависящий от способа разбиения отрезка [а b] и выбора точек то его значение называется определенным интегралом от функции fx его обозначение а функция fx называется интегрируемой по Риману на [а b]. Если функция fx интегрируема на [а b] то она ограничена на этом сегменте. ДОКВО Если функция fx не ограничена на [а b] то...
40140. Приведение задач линейного программирования к каноническому виду. Методы искусственного базиса 66 KB
  Основная теорема ЛП: если задача ЛП имеет решение то целевая функция достигает экстремального значения хотя бы в одной из угловых точек многоугольника решений. Таким образом с теоретической точки зрения решение задачи ЛП выглядит следующим образом: можно найти все угловые точки многоугольника решения высчитать в них значение ЦФ выбрать наибольшее наименьшее. процесс нахождения угловых точек сравним по трудности с решением исходной задачи. В этом заключается основная идея СМ которая предполагает: 1 уметь находить первоначальное базисное...
40141. ОПТИМАЛЬНЫЕ ЛИНЕЙНЫЕ ФИЛЬТРЫ СИГНАЛОВ НА ФОНЕ ПОМЕХ 1.62 MB
  Смысл слова выделение сигнала совпадает с понятием оценки сигнала. Пусть имеется сумма сигнала и шума: 6.1 Требуется чтобы оценка сигнала являющаяся откликом на воздействие t рис.
40142. ОПТИМАЛЬНОЕ ОБНАРУЖЕНИЕ ДЕТЕРМИНИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ 231.5 KB
  3 Тема №3 Основы теории обнаружения и различения сигналов ОПТИМАЛЬНОЕ ОБНАРУЖЕНИЕ ДЕТЕРМИНИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ Обнаружение сигналов как статистическая задача Пусть на вход обнаружителя поступает сумма сигнала st и шума nt представляющая собой случайный непрерывный процесс 7. Дискретизация проводится в соответствии с теоремой Котельникова: для дискретизации аналогового сигнала без потерь информации частота отсчетов должна быть в...
40143. ОПТИМАЛЬНОЕ ОБНАРУЖЕНИЕ КВАЗИДЕТЕРМИНИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ 241 KB
  Для этого потребуется определить распределение вероятностей достаточной статистики у поступающей на пороговое устройство а именно распределение вероятностей корреляционного интеграла y при отсутствии  = 0 и наличии  = 1 сигнала st на входе обнаружителя.5 рассчитываются характеристики оптимального обнаружения детерминированного сигнала в белом шуме.1 сплошными линиями показаны характеристики оптимального обнаружения детерминированного сигнала в белом шуме. Характеристики обнаружения позволяют определить минимальную энергию...
40144. ОПТИМАЛЬНОЕ РАЗЛИЧЕНИЕ ДЕТЕРМИНИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ 360 KB
  5 Рош а б ОПТИМАЛЬНОЕ РАЗЛИЧЕНИЕ ДЕТЕРМИНИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ Различение двух детерминированных сигналов. Постановка задачи и правило принятия решения Задача различения сигналов находит широкое распространение в дискретной радиосвязи когда передача символа 1 связана с излучением сигнала s1t а передача символа 0 связана с излучением другого сигнала s2t отличающегося от s1t хотя бы одним какимнибудь своим параметром. Поэтому решение о том какой из сигналов принимается может осуществляться с ошибкой. Отсюда возникает задача...
40145. ОПТИМАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ СИГНАЛА 683 KB
  Очевидно пользователю для извлечения из полученного сигнала сведений следует определить значения параметров сигнала несущих требуемую информацию. Устройство предназначенное для измерения параметров сигнала будем называть измерителем. Кроме того на измерения может существенно влиять наличие у сигнала не только полезных несущих необходимую информацию параметров но и параметров не известных потребителю и не содержащих интересных для него сведений.