70829

Децимация и интерполяция

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Выполнение процедуры децимации (уменьшения частоты дискретизации в заданное целое число раз) приводит к уменьшению частоты дискретизации исходной последовательности. В процессе децимации исходная последовательность обрабатывается НЧ фильтром, после чего производится выборка с необходимой частотой.

Русский

2014-10-27

104 KB

18 чел.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Марийский государственный технический университет

Факультет информатики и вычислительной техники

Кафедра ИВС

Отчет по лабораторной работе №4

по дисциплине "ТДЛС"

"Децимация и интерполяция"

Выполнили: ст. гр. ВМ-41

Дудоладов В.А.

Алдушкин А.А.

Венедиктов Р.В.

Проверила: Малашкевич И.А.

Йошкар-Ола

2003


Текст программы, которая строит график исходного сигнала, находит его спектр, выполняет децимацию и интерполяцию:

t=0:0.0002:1

figure

x=sin(2*pi*30*t)+sin(2*pi*60*t)

stem(x(1:120))

figure

y=decimate(x,4)

stem(y(1:30))

figure

z=interp(y,4)

stem(z(1:120))

figure

fft_out=mot563_fft(x,'56301')

mag=abs(fft_out)

freq=(0:127)*1000/256

plot(freq,mag(1:128))

Частота дискретизации сигнала = 5кГц

Исходный сигнал

x=sin(2*pi*30*t)+sin(2*pi*60*t)

Спектр сигнала

Так как исходный сигнал сложный, то есть является суммой 2-х синусоид, то в спектре сигнала хорошо просматриваются две частотные составляющие:

Понятие децимации сигнала

Выполнение процедуры децимации (уменьшения частоты дискретизации в заданное целое число раз) приводит к уменьшению частоты дискретизации исходной последовательности. В процессе децимации исходная последовательность обрабатывается НЧ фильтром, после чего производится выборка с необходимой частотой.

Функция у = decimate(x, r) уменьшает в г раз частоту дискретизации выборки, находящейся в векторе х. Результирующая выборка возвращается в векторе y, длина которого в г раз меньше длины вектора х. По умолчанию используется НЧ фильтр Чебышева типа 18-го порядка. Для исключения фазовых искажений фильтрация выполняется в прямом и обратном направлениях.

Понятие интерполяции сигнала

Выполнение процедуры интерполяции (увеличения частоты дискретизации в заданное целое число раз) приводит к увеличению частоты дискретизации исходной последовательности. Функция interp производит интерполяцию за два шага. Сначала в исходную последовательность вносятся нулевые элементы, а затем полученная последовательность обрабатывается специальным НЧ фильтром.

Функция z = interp(y,r) увеличивает в г раз частоту дискретизации выборки, находящейся в векторе y. Результирующая выборка возвращается в векторе z, длина которого в г раз больше длины вектора y.

 Практическая реализация децимации и интерполяции

Для изучения децимации и интерполяции в каждом случае использовался один и тот же исходный сигнал. На каждом шаге для этого сигнала производилось уменьшение частоты дискретизации в n раз (децимация), а затем увеличение частоты децимированного сигнала также в n раз (интерполяция). После этого производилось сравнение графиков сигналов, полученных при помощи программной среды MatLab: конечного сигнала (сигнала после интерполяции) и исходного сигнала.

Исходный сигнал:

  (Fд=5000 Гц)

 Уменьшение частоты в 4 раза (Fд=1250 Гц):         Увеличение частоты в 4 раза (Fд=5000 Гц):

   Уменьшение частоты в 8 раз (Fд=625 Гц):          Увеличение частоты в 8 раз (Fд=5000 Гц):

Уменьшение частоты в 16 раз (Fд=312,5 Гц):        Увеличение частоты в 16 раз (Fд=5000 Гц):

Исходный сигнал:

   (Fд=5000 Гц)

Уменьшение частоты в 24 раза (Fд≈208,3 Гц):      Увеличение частоты в 24 раза (Fд=5000 Гц):

  Уменьшение частоты в 30 раз (Fд≈166,7 Гц):        Увеличение частоты в 30 раз (Fд=5000 Гц):

Выводы

 Согласно теореме Котельникова сигнал подлежит корректному восстановлению тогда, когда частота дискретизации больше максимальной частоты исходного сигнала в 2 и более раз. Так как исходный сигнал имеет максимальную частоту  ≈ 380 Гц (это видно из его спектра), то минимальная частота дискретизации, при которой сигнал еще может быть восстановлен корректно, должна быть больше 380*2=760 Гц. Имея частоту исходного сигнала 5000 Гц, определим во сколько раз можно максимально уменьшить частоту дискретизации сигнала: 5000/760≈6,6≈6 раз (округление должно выполняться в меньшую сторону до целого числа).


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

59718. на тему: Структура уроку української мови проблема структури уроку вимагає переосмислення Основною мето. 87.5 KB
  Сказане насамперед стосується таких модулів як принципи і методи навчання урок зокрема структурування уроку. Організація такого процесу значною мірою залежить від структурування уроку.
59719. Тарас Шевченко — видатний художник. Цінність його живописної спадщини (урок української літератури у 9 класі) 62.5 KB
  Обладнання: портрет Тараса Шевченка репродукції Шевченкових картин таблиці слівтермінів і дат визначних подій в житті поета малюнки учнів. Шевченка працювали над розкриттям ідейного змісту його поезій вивчали напамять його твори.
59721. Урок-мандрівка «Історія кобзарства в Україні» 92 KB
  На ній фотопортрети кобзарів. Пригадайте що ви вже знаєте про кобзарів звертається до класу вчитель. А тих хто грав на щипкових можливо кобзоподібних інструментах і під їх супровід виконував старовинні епічні твори билини старини вважають прототипами кобзарів бандуристів лірників.
59722. Музи генія (інтимна лірика Тараса Шевченка) 68.5 KB
  Стіл накритий скатертиною на ньому ваза з квітами люстерко свічка чорнильниця перо папір та конверт для листа томик Шевченкової поезії. Тарас Шевченко виходить до столу на якому підсвічник Запалює свічку читає на фоні музики...
59723. Шевченківський вечір (методичні рекомендації на допомогу вчителям-словесникам) 64.5 KB
  І все це він Тарас Григорович Шевченко. Але на превеликий жаль не всі розуміли Тарас Шевчека. Тарас Шевченко боровся за визволення України з-під гніту Імперії тому намагалися принизити його гідність показати що це не талановитий письменник а ворог народу.
59724. А. Де Сент-Екзюпері. Життєпис письменника. «Маленький принц» 76.5 KB
  Засвоїти поняття філософська казкапритча; допомогти школярам зрозуміти ідейнохудожній зміст твору Маленький принц його філософський зміст та гуманістичну спрямованість; сприяти моральноетичному вихованню учнівОбладнання...
59725. Літературний вечір: День святого Валентина 90.5 KB
  Кохання одна з магістральних тем світової літератури від самого початку її існування. Знайомлячись із шедеврами скарбниці світової культури захоплюємося античною любовною лірикою; дивуємося глибині проникнення й відображення людських почуттів...
59726. Інсценізація казки: Пан Коцький 40.5 KB
  На дворі на лавочці біля хати сидить дід та баба а біля її ніг лежить кіт. Залишив кота під дубом Кіт сидить сумує Коли дивиться лисички весело мандрують. Що тут робиш поробляєш куди шлях ти держиш Кіт.