Цифровая обработка сигналов
Генерация сигнала с шумом. Проектирование БИХ фильтра, сохраняющего только первую гармонику сигнала. Переходная функция текущего фильтра. Просмотр нулей и полюсов текущего фильтра в Z-плоскости. График сигнала и спектра после процесса фильтрации.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 23.12.2012 |
| Размер файла | 1,5 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ЗАДАЧА 1
Параметры сигналов и окон
|
№ вар. |
, мВ |
, Гц |
, мВ |
, Гц |
, мВ |
, Гц |
, с |
m, мВ |
, мВ2 |
Окна |
|
2 |
1 |
5 |
0,1 |
30 |
0,5 |
35 |
1/128 |
0 |
0,5 |
1,5,7 |
Требуется сгенерировать сигнaл
y=A1*sin(2*pi*f1*t)+A2*sin(2*pi*f2*t)+A3*sin(2*pi*f3*t)
и
y2=A1*sin(2*pi*f1*t)+A2*sin(2*pi*f2*t)+A3*sin(2*pi*f3*t)+noise;%
сигнал шум фильтр
сигнал с шумом.
Шаг дискретизации равен 1/128 сек., следовательно, частота дискретизации составляет 128 Гц. Длительность сигнала равна 10 сек.
На рис.1 показан сгенерированный сигнал. Код программы приведен в листинге 1.
Рис 1
Листинг 1
fs=128; % Частота дискретизации
A1=1; % Амплитуда 1-й гармоники
f1=5; % Частота 1-й гармоники
A2=0.1; % Амплитуда 2-й гармоники
f2=30; % Частота 2-й гармоники
A3=0.5; % Амплитуда 3-й гармоники
f3=35; % Частота 3-й гармоники
t=0:1/128:10; % массив времени
y=A1*sin(2*pi*f1*t)+A2*sin(2*pi*f2*t)+A3*sin(2*pi*f3*t); %Сигнал
figure(1);
plot(t,y,'r');%сигнал
Для генерации второго сигнала требуется сформировать массив, соответствующей шумовой компоненте с нормальным распределением, нулевым математическим ожиданием и дисперсией равной 0.25. График шума приведен на рис. 2 а, сгенерированный сигнал на рис. 2 б, код программы в листинге 2.
Рис 2 а
Рис 2б.
Листинг 2.
noise=random('Normal',0,sqrt(0.25),1,length(t));% Шум
y2=A1*sin(2*pi*f1*t)+A2*sin(2*pi*f2*t)+A3*sin(2*pi*f3*t)+noise;%сигналсшумом
figure(2);
plot(t,noise);% шум
figure(3);
plot(t,y2);%сигнал с шумом
Задача 2
Сгенерируем окна согласно заданию. Длина окон соответствует длине сигналов. На рис.3 показаны окна rectwin, bohmanwin,flattopwin.
Рис. 3
Умножим каждый из сигналов на полученные окна. Получим спектры сигналов
Листинг 3.
Aw=abs(fft(y));
figure;
plot(Aw(1:length(Aw)/2),'g'); %спектрсигнала
w1=rectwin(length(y));% сигналумноженныйнаокноrectwin
yw1=y.*(w1)';
figure(4);
plot(yw1,'b');% сигнал умноженный на окно rectwin
w2=bohmanwin(length(y));% сигнал умноженный на окно bohmanwin
yw2=y.*(w2)';
figure(5);
plot(yw2,'y');% сигнал умноженный на окно bohmanwin
w3=flattopwin(length(y));% сигнал умноженный на окно flattopwin
yw3=y.*(w3)';
figure(6);
plot(yw3,'y');% сигнал умноженный на окно flattopwin
figure(7);
plot(t,w1,'r',t,w2,'g',t,w3,'b');% окна
Aw2=abs(fft(y2));%спектрсигнала c шумом
figure(8);
plot(Aw2,'r');%спектрсигнала c шумом
f=linspace(0,fs/2,length(Aw2)/2);% массивчастоты
w4=rectwin(length(y2));% сигнал с шумом умноженный на окно rectwin
yw4=y.*(w4)';
figure(9);
plot(yw4,'r-');% сигнал с шумом умноженный на окно rectwin
w5=bohmanwin(length(y2));% сигнал с шумом умноженный на окно bohmanwin
yw5=y.*(w5)';
figure(10);
plot(yw5,'b');% сигнал с шумом умноженный на окно bohmanwin
w6=flattopwin(length(y2));% сигнал с шумом умноженный на окно flattopwin
yw6=y.*(w6)';
figure(11);
plot(yw6,'g');% сигнал с шумом умноженный на окно flattopwin
% спектры сигнала умноженного на окна
Aw3=abs(fft(yw1));
f=linspace(0,fs/2,length(Aw3)/2);
figure(12);
plot(f,Aw3(1:length(Aw3)/2));
Aw4=abs(fft(yw2));
f=linspace(0,fs/2,length(Aw4)/2);
figure(13);
plot(f,Aw4(1:length(Aw4)/2));
Aw5=abs(fft(yw3));
f=linspace(0,fs/2,length(Aw5)/2);
figure(14);
plot(f,Aw5(1:length(Aw5)/2));
%спектры сигнала с шумом умноженного на окна
Aw6=abs(fft(yw4));
f=linspace(0,fs/2,length(Aw6)/2);
figure(15);
plot(f,Aw6(1:length(Aw6)/2));
Aw7=abs(fft(yw5));
f=linspace(0,fs/2,length(Aw7)/2);
figure(16);
plot(f,Aw7(1:length(Aw7)/2));
Aw8=abs(fft(yw6));
f=linspace(0,fs/2,length(Aw8)/2);
figure(17);
plot(f,Aw8(1:length(Aw8)/2));
Задача 3
В соответствии с заданием требуется спроектировать БИХ фильтр, сохраняющий только первую гармонику сигнала. В качестве фильтра прототипа используется фильтр Чебышева 1 рода. По типу - это низкочастотный фильтр.
Импульсная характеристика текущего фильтра
Переходная функция текущего фильтра
Просмотр нулей и полюсов текущего фильтра в Z-плоскости
Все полюсы находятся внутри единичной окружности, следовательно, спроектированный фильтр устойчив.
Применим фильтр к сгенерированному сигналу. Для этого также используем SPTool. Ниже приведен график фильтрованного сигнала и его спектр. Видно, что требуемые компоненты подавлены.
Сигнал и спектр после фильтрации
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Расчёт объёма звукового файла и порядка фильтра Баттерворта как основа для приложений обработки сигналов. Спектр входного сигнала и его частота. Расчет порядка фильтра и дискретная функция передач. Амплитудная модуляция и детектирование сигнала.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 07.05.2012Подготовка аналогового сигнала к цифровой обработке. Вычисление спектральной плотности аналогового сигнала. Специфика синтеза цифрового фильтра по заданному аналоговому фильтру-прототипу. Расчет и построение временных характеристик аналогового фильтра.
курсовая работа [3,0 M], добавлен 02.11.2011Построение графиков амплитудного и фазового спектров периодического сигнала. Расчет рекурсивного цифрового фильтра, цифрового спектра сигнала с помощью дискретного преобразования Фурье. Оценка спектральной плотности мощности входного и выходного сигнала.
контрольная работа [434,7 K], добавлен 10.05.2013Вычисление Z-преобразования дискретной последовательности отсчетов сигнала. Определение дискретной свертки. Порядок построения схемы нерекурсивного фильтра, которому соответствует системная функция. Отсчеты дискретного сигнала по заданным параметрам.
контрольная работа [602,7 K], добавлен 23.04.2013Моделирование процесса дискретизации аналогового сигнала, а также модулированного по амплитуде, и восстановления аналогового сигнала из дискретного. Определение системной функции, комплексного коэффициента передачи, параметров цифрового фильтра.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 07.01.2014Процесс дискретизации сигнала, заданного аналитически. Преобразование сигнала в цифровую форму с помощью аналого-цифровых преобразователей. Дискретизация непрерывных сигналов, их квантование по уровню. Расчет коэффициентов для низкочастотного фильтра.
курсовая работа [755,5 K], добавлен 11.02.2016Расчет коэффициентов фильтра с помощью Matlab. Фазово-частотная характеристика фильтра. Синтезирование входного сигнала в виде аддитивной смеси гармонического сигнала с шумом. Нерукурсивный цифровой фильтр, отличительная особенность и выходной сигнал.
контрольная работа [4,6 M], добавлен 08.11.2012Расчет цифрового фильтра нижних частот с конечной импульсной характеристикой. Синтез фильтра методом окна (параболического типа). Свойства фильтра: устойчивость, обеспечение совершенно линейной фазочастотной характеристики. Нахождение спектра сигнала.
курсовая работа [28,6 K], добавлен 07.07.2009Расчет цифрового и аналогового фильтра-прототипа. Структурные схемы и реализационные характеристики фильтра. Синтез цифрового фильтра в системе программирования MATLAB. Частотные и импульсные характеристики цифрового фильтра, карта его нулей и полюсов.
курсовая работа [564,8 K], добавлен 24.10.2012Проблема помехоустойчивости связи, использование фильтров для ее решения. Значение емкости и индуктивности линейного фильтра, его параметры и характеристики. Моделирование фильтра и сигналов в среде Electronics Workbench. Прохождение сигнала через фильтр.
курсовая работа [442,8 K], добавлен 20.12.2012Структурная схема цифрового фильтра. Расчет устойчивости, построение графиков. Виды свертки дискретных сигналов. Определение выходного сигнала в частотной области с помощью алгоритма "бабочка". Схема шумовой модели фильтра, мощность собственных шумов.
курсовая работа [641,3 K], добавлен 15.10.2013Выделение полезной информации из смеси информационного сигнала с помехой. Математическое описание фильтров. Характеристика фильтра Баттерворта и фильтра Чебышева. Формирование шаблона и определение порядка фильтра. Расчет элементов фильтра высоких частот.
курсовая работа [470,3 K], добавлен 21.06.2014Нахождение отношения правдоподобия. Условная вероятность сигнала в отсутствии цели. Критерий Неймана-Пирсона. Оптимальное значение порогов. Корреляционная природа фильтрующих свойств пассивного линейного фильтра. Импульсный отклик фильтра интегратора.
реферат [1008,7 K], добавлен 13.10.2013Изучение сущности цифровой фильтрации - выделения в определенном частотном диапазоне с помощью цифровых методов полезного сигнала на фоне мешающих помех. Особенности КИХ-фильтров. Расчет цифрового фильтра. Моделирование работы цифрового фильтра в MatLab.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 21.09.2010Импульсная характеристика оптимального фильтра. Отклик оптимального фильтра на принятый сигнал. Сжатие сигнала во времени. Частотная характеристика оптимального фильтра. Эквивалентность характеристик обнаружения при корреляционной и фильтровой обработке.
реферат [3,1 M], добавлен 21.01.2009Разложение периодического сигнала на гармоники. Расчет фильтра для полосы частот с согласованием на выходе с сопротивлением нагрузки Rн. Расчет передаточной функции по напряжению Ku(p), графики АЧХ и ФЧХ фильтра. Расчет переходной характеристики фильтра.
курсовая работа [465,5 K], добавлен 21.01.2009Создание компаратора и входного усилителя фильтра. Амплидно-частотная характеристика полосового фильтра. Разработка схемы преобразователя уровня и буфера. Осциллограммы моделирования работы такта преобразования гармонического сигнала в логический.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 26.01.2016Схема цифрового канала связи. Расчет характеристик колоколообразного сигнала: полной энергии и ограничения практической ширины спектра. Аналитическая запись экспоненциального сигнала. Временная функция осциллирующего сигнала. Параметры цифрового сигнала.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 07.02.2013Разработка эквивалентной, принципиальной схемы электрического фильтра. Анализ спектрального состава входного сигнала и прохождения сигнала через электрический фильтр и усилитель. Синтез эквивалентных схем и проектирование схем радиотехнических устройств.
курсовая работа [488,3 K], добавлен 08.02.2011Алгоритм расчета фильтра во временной и частотной областях при помощи быстрого дискретного преобразования Фурье (БПФ) и обратного быстрого преобразования Фурье (ОБПФ). Расчет выходного сигнала и мощности собственных шумов синтезируемого фильтра.
курсовая работа [679,2 K], добавлен 26.12.2011
