Безкоштовно

Дослідження характеристик цифрових фільтрів у програмі MatLab

views 53

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 2

Тема: Дослідження характеристик цифрових фільтрів у програмі MatLab

Мета роботи: Синтезувати і проаналізувати цифрові фільтри з використанням програмного пакету MatLab.

Хід роботи

1.     За допомогою блоку Simulink/sources/sine Wave задаємо тестовий синусоїдальний сигнал. У параметрах блоку задаємо амплітуду 10, частоту 50 Гц, фаза і зсув дорівнюють нулю.

2.     Оскільки більшість перешкод має випадковий характер, то як джерело зовнішньої дії застосовуємо генератор білого шуму Simulink/sources/band Limited White Noise. Sample Time задаємо рівним 0,0002, значення параметра Noise Power встановлюємо рівним 0,001.

3.     Робимо накладення перешкоди на вихідний сигнал за допомогою блоку суматора.

4.     Для перетворення сигналу з аналогової форми в дискретну застосовуємо блок АЦП. Роль АЦП в пакеті Simulink виконує блок квантування Simulink/discontinuities/quantizer.

5.     Для реалізації алгоритму цифрової фільтрації використовуємо вбудований блок Signal Processing Blockset/filtering/filter Designs/digital Filter Design, при відкритті якого з’являється вікно пакету fdatool для моделювання цифрового фільтру.

6.     Для графічного відображення результатів роботи застосовуємо блоки Signal Processing Blockset/signal Processing Sinks/time Scope для відображення часової залежності сигналів та Signal Processing Blockset/signal Processing Sinks/spectrum Scope для відображення спектру сигналу.

7.     Для можливості обробки даних в пакеті SPTool  зберігаємо отримані сигнали в робочий простір(То Workspace), визначивши наступні змінні:

Input – вхідний корисний сигнал;

Signnoise – квантований зашумленний сигнал;

Filtred – відфільтрований сигнал.

8.     Для автоматичного запуску пакету Sptool по закінченню моделювання додаємо в модель блок Simulink/sources/clock, блок призначеної для користувача функції Simulink/user-defined Functions/matlab Fcn і заглушку Simulink/sincs/terminator.

9.     Загальну процедуру цифрової обробки сигналів можливо реалізувати в пакеті SPTool, використовуючи наступний алгоритм :

I.      Імпортуємо модель фільтру і сигнали, отримані при моделюванні в Simulink, в пакет SPTool :

–         Використовуючи пункт меню File/import, вказуємо необхідний вектор даних (Input–початковий сигнал, Signnoise–зашумленний сигнал).

–          Імпортуємо модель фільтру з Fdatool. У пакеті Fdatool вибираємо меню File/export і вказуємо в полі Export to значення Sptool. У полі Discrete Filter вказуємо назву фільтру – Myfilter.

II.      Для фільтрації в пакеті Sptool виконуємо наступні дії:

–         В полі Signals виділяємо назву необхідного сигналу (Signnoise).

–         В полі Filters виділяємо назву необхідного фільтру (Myfilter).

–         Натискуємо кнопку Apply, після натиснення якої з’являється діалогове вікно в якому вказано ім’я фільтру, ім’я вхідного сигналу, тип алгоритму і задаємо ім’я вихідного сигналу – Filtred.

–         Після натиснення кнопки ОК вікна Apply Filter відбувається додавання сигналу у вікно Signals пакету Sptool.

III.      Для перегляду сигналів в часовій області у вікні Signals слід виділити один або декілька сигналів і натискувати кнопку View. У контекстному меню вікна вибираємо колір відображення кожного сигналу.

IV.      Для створення і відображення спектру досліджуваного сигналу виділяємо сигнал (вікно Signals) і натискуємо кнопку Create у вікні Spectra. Далі натискуємо кнопку Apply, після чого у вікні Spectrum Viewer відображується спектр вибраного сигналу.

Рис. 1– Реалізація загальної схеми обробки сигналів в пакеті Matlab

Рис. 2 – Часові діаграми початкового, зашумленного і відфільтрованого сигналів

Рис. 3 – Спектри вихідного, зашумленного і відфільтрованого сигналів

 

Рис. 4– Тимчасові діаграми початкового, зашумленного і відфільтрованого сигналів.

Рис. 5 – Створення спектру сигналу

Висновок: На проведеній лабораторній роботі  було досліджено характеристики цифрових фільтрів з використанням програмного пакету MatLab.

Написати коментар:

Ваша пошт@ не публікуватиметься. Обов’язкові поля позначені *