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

496. Разработка и анализ алгоритма сортировки посредством выбора на основе разработки шаблона функции C++ 186 KB
  Основные классы методов сортировки. Исследование метода сортировки посредством выбора на основе шаблона функций C++. Анализ результатов тестирования рассматриваемого алгоритма, вывод о приоритетах и недостатках данного алгоритма и методах его реализации.
497. Водоснабжение и водоотведение 206 KB
  Водопровод жилого здания включает следующие элементы: ввод и водомерный узел, водопроводную сеть, запорную, водоразборную, регулирующую и предохранительную арматуру.
498. Фирма как несовершенный конкурент 233 KB
  Несовершенная конкуренция. Максимизация прибыли монополией. Олигополия. Модель ломаной кривой спроса. Монополия и ценовая дискриминация.
499. Мой мобильный телефон Nokia N8 245 KB
  Возможности предоставляемые Symbian. Типичная картонная упаковка синего цвета без каких-либо дизайнерских штрихов. Герметичность корпуса (пыль). Возможность просмотра видео без предварительного конвертирования.
500. Водоснобжение 5- этажного жилого дома 209 KB
  Гарантированный напор в точке подключения ввода составляет 30м. Расстояние от стены здания до водопроводной линии составляет 25 метров. Глубину промерзания грунта для Новгорода принимаем равной 1,3м.
501. Модель OSI, сетевые протоколы 108.5 KB
  Изучение модели OSI, архитектуры и функционирования транспортных протоколов. На начальном этапе на компьютер, с установленной операционной системой семейства Windows, устанавливается программа-анализатор трафика WireShark 1.6.5.
502. Токсикология как наука 239.5 KB
  Химические вещества, используемые в промышленности и сельском хозяйстве, которые при определенных ситуациях могут вызывать массовые отравления. Стойкие отравляющие вещества. Нервно-паралитические яды. Качества характеризующие боевую эффективность ипритов.
503. Анализ хозяйственной деятельности предприятия интегрированных компьютерных систем Ростовский ИВЦ 323.5 KB
  Сущность и содержание Анализа Хозяйственной Деятельности. Факторы, определяющие результаты хозяйственной деятельности их классификации. Анализ использования основных производственных фондов. Анализ финансовых результатов.
504. Разработка приложений в среде VBA IDE 155.5 KB
  Составление программы обработки табличных данных. Программа может работать по принципу меню. Меню может содержать следующие пункты: ввод данных, корректировка данных, расчет таблицы, запись данных на магнитный диск, чтение данных с магнитного диска, построение диаграммы, выход.