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

63016. «Пори року» Позакласний захід з географії 22.69 KB
  У ліс завітаю я знову На тиху сердечну розмову І сонцем пропалені лиця Я чую зозулі кування Берізок тремтивих зітхання Тонкі білокурі сестриці Сплели свої вінки в косиці. Учениця: квіти підсніжники – провісники тепла символ сподівань на краще майбутнє.