4131

Изучение алгоритма цифровой сверки

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Изучение алгоритма цифровой сверки Целью работы является изучение алгоритмов цифровой свертки изучение функций MatLab, позволяющих автоматизировать процесс вычисления цифровой свертки получение навыков расчета низкочастотных фильтров с использо...

Русский

2012-11-13

98 KB

15 чел.

Изучение алгоритма цифровой сверки

Целью работы являетстся:

изучение алгоритмов цифровой свертки;

изучение функций MatLab, позволяющих автоматизировать процесс вычисления цифровой свертки;

получение навыков расчета низкочастотных фильтров с использованием алгоритмов цифровой свертки.

Порядок выполнения работы

1. По заданному вектору входного сигнала и коэффициентам импульсной переходной функции определить выходную последовательность, используя функцию conv. 

Задав временные последовательности  векторами, в пакете MatLab дискретная свертка вычисляется с помощью функции conv. 

%Вычисление дискретной свертки (нерекурсивный фильтр)

x = [1,3,2]; % входной сигнал

h = [1,2,3,4]; % импульсная характеристика

y = conv(x,h); % функция дискретной свертки

 y                     % результат

y =     1     5    11    17    18     8                                             

2. По заданному вектору входного сигнала и коэффициентам импульсной переходной функции определить выходную последовательность, используя filter.

В пакете MatLab дискретная фильтрация выполняется командой filter.

%Фильтрация выполненная командой filtеr

%y=filtеr(b,a,x)

%b-вектор нерекурсивной части фильтра (числитель функции передачи)

%a-вектор коэффициентов рекурсивной части фильтра(знаменателя функции

%передачи)

%x-входной сигнал

z= filter(h,1,x) %b=h-импульсная характеристика(вектор h), a=1-скаляр

%Чтобы получить полный выходной сигнал,входной вектор x необходимо

%дополнить необхидимым количеством нулей

z1= filter(h,1,[x,0,0,0])

z =     1     5    11

z1 =     1     5    11    17    18     8

%Реализация фильтрации с нулевым фазовым сдвигом

s=[zeros(50,1);ones(100,1);zeros(50,1)];%Входной сигнал.

[b,a]=cheby1(5,3,0.05);                %Коэффициенты фильтра Чебышева.

s1=filter(b,a,s);                      %Результат фильтрации.

plot(s)

hold on

plot(s1,'--'),grid on                   %Графики выходных сигналов.

hold off

3. По заданному вектору входного сигнала и коэффициентам импульсной переходной функции определить выходную последовательность, используя  filtfilt.

Для реализации фильтрации с нулевым фазовым сдвигом в MatLab разработана функция filtfilt.

Реализация фильтрации с нулевым фазовым сдвигом(функция filtrfiltr)

%Синтаксис y=filtrfiltr(b,a,x)

s=[zeros(50,1);ones(100,1);zeros(50,1)];%Входной сигнал.

[b,a]=cheby1(5,3,0.05);                 %Коэффициенты фильтра Чебышева.

s2=filtfilt(b,a,s);                     %Результат фильтрации.

plot(s)

hold on

plot(s2,'-.'),grid on                   %Графики выходных сигналов.

hold off

По известным коэффициентам передаточных функций коэффициенты импульсной  характеристики определяются с помощью функции impz:

n=impz(b,a,n)

где b, a – полинома числителя и знаменателя; n – вектор отсчетов импульсной характеристики. Если он явно не указан, то MatLab автоматически выбирает число отсчетов в зависимости от поведения импульсной характеристики.

[b,a]=butter(5,0.2);%Фильтр Баттерворта 5-го порядка с частотой среза 0.2.

impz(b,a),grid on   %Импульсная характеристика фильтра.

Рис.2. Импульсная характеристика фильтра.

Принципиальная схема фильтра с использованием линий задержек

Фильтрация сигналов с использованим блоков задержек (1- сигнал на выходе фильтра, 2 – на входе фильтра).

Вывод:

На этой лабораторной работе мы выяснили что, в теории автоматического управления и при цифровой обработке сигналов широко используються понятия линейной системы. Это объясняется тем, что процессы в линейных системах описываются линейными уравнениями, имеющие общее решение, что позволяет применить ее к описанию процессов в более широких областях техники по сравнению с математическими моделями нелинейных систем. Под системой будем понимать устройство, которое меняет свое состояние при поступлении внешних воздействий. Поэтому к системе относится устройства не только преобразующие энергию,  но и устройства, преобразующие информацию.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

68415. РАБОТА С ДАТАМИ И ВРЕМЕНЕМ 49.5 KB
  Excel хранит даты – в виде целых чисел, отсчитывая дни начиная с 1 января 1900 года. На каждые сутки отводится число 1. Порядковое число 1 соответствует 1 января 1900 года, 2 - 2 января 1900 года, 3 - 3 января 1900 года, и т.д.
68416. Экология микроорганизмов 47.5 KB
  Микрофлора почвы. Микрофлора воды. Микрофлора воздуха. Особое значение имеет микрофлора закрытых помещений накапливается при выделении через дыхательные пути человека.
68417. Защита данных в EXCEL 58.5 KB
  Можно задать следующие режимы: доступ к данным файла только в режиме чтения открытие файла книги при вводе пароля полный доступ к файлу книге при вводе пароля. После этого на экране появиться диалоговое окно в котором можно задать любой из вышеперечисленных уровней защиты для всей книги целиком.
68418. РАБОТА С БАЗАМИ ДАННЫХ 92.5 KB
  Терминология и организация работы с базами данных в EXCEL Интегрированный пакет Office содержит специальное программное средство предназначенное для работы с базами данных СУБД CCESS. Однако обычному пользователю проще иметь дело с базой данных в виде обычной электронной таблицы...
68419. Понятие экологии. Предмет экологии 43 KB
  Экология наука об отношениях организмов или групп организмов к окружающей их среде или наука о взаимоотношениях между живыми организмами и средой их обитания. Предмет экологии Выделяют Аутэкологию изучает взаимоотношения представителей определённого вида с окружающей средой...
68420. Классификация и свойства экосистем 66.5 KB
  Компоненты и процессы обеспечивающие функционирование экосистемы рассмотрим на рисунке где схематически представлено взаимодействие трёх компонентов а именно: сообщества потока энергии круговорота веществ Поток энергии направлен в одну сторону часть поступающей солнечной энергии преобразуется...
68421. Классификация и свойства экосистем. Состав и структура экосистем 277.5 KB
  Верхний автотрофный самостоятельно питающийся ярус или зеленый пояс включающий растения или их части содержащие хлорофилл где преобладают фиксация энергии света использование простых неорганических соединений и накопление сложных органических соединений.
68422. Стабильность и регуляция экосистем, понятие о гомеостазе экосистем 53.5 KB
  Антропогенные воздействия. Воздействия помех на популяцию носят случайный избирательный характер. Та область в пределах которой механизмы отрицательной обратной связи способны несмотря на стрессовые воздействия сохранить устойчивость системы хотя и в изменённом виде называют гомеостатическим плато.
68423. Динамические процессы в экосистемах 196.5 KB
  Биоценоз экосистемы изменяется под воздействием факторов экотопа причем эти воздействия обладают различной интенсивностью и скоростью например биотические и геологические круговороты. Вместе с тем мы прекрасно знаем что подвижность экосистемы также относительна: экосистемы таежных лесов или целинных...