Применение разработанного фильтра

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 5

Использовать в среде SPTool разработанный фильтр чрезвычайно просто. Для этого следует в списке Signals (Сигналы) окна SPTool выделить имя сигнала, который нужно преобразовать с помощью фильтра, а в списке Filters (Фильтры) ― имя фильтра, с помощью которого надо преобразовать этот сигнал, и активизировать команду Apply (Применить). В результате в списке Signals (Сигналы) появится имя нового сигнала, начинающееся с сочетания символов sig, за которым следует порядковый номер.

Полученный сигнал можно просмотреть, как это было описано ранее, используя команду View (Просмотр). Например, применяя только что разработанный фильтр filt1 к сигналу y1(t), получим процесс, изображенный на рис.6.7

Рисунок 6.7 – Результат прохождения сигнала y1(t) через фильтр filt1

Приложение 4

Описание интерактивной среды FDATool

Среда FDATool представляет графический интерфейс для расчета фильтров и просмотра их характеристик. На вкладке Design Filter задается тип синтезируемой АЧХ - фильтр нижних частот, тип фильтра нерекурсивный (FIR), метод синтеза - метод окон (синтез с использованием весовых функций). При проектировании КИХ фильтра в среде FDATool применяются следующие методы: Equiriple - синтез фильтров с равномерными пульсациями АЧХ методом Ремеза; Least-Squares - минимизация реднеквадратичного отклонения АЧХ от заданной и метод окон (Window). В разделе Filter Order задается порядок КИХ-фильтра, Расчет фильтра осуществляется после нажатия кнопки Design Filter.

В методе окон обратное преобразование Фурье частотной характеристики дает бесконечную в обе стороны последовательность отсчетов импульсной характеристики. Для получения КИХ-фильтра заданного порядка эта последовательность усекается путем выбора центрального фрагмента нужной длины. Для ослабления паразитных эффектов в этом методе синтеза усеченная импульсная характеристика умножается на весовую функцию (окно), плавно спадающую к краям.

Рисунок 7.1 − Окно программы FDATool.

7.2Синтез фильтра

Расчет фильтра начинается с задания требуемых параметров в окне

7.3 Необходимо выбрать тип синтезируемой АЧХ, с помощью переключателя Filter Type (рисунок 3.2).

Возможны следующие варианты:

- Lowpass ( ФНЧ );

- Highpass ( ФВЧ );

- Bandpass ( ПФ );

7.4 Выбрав категорию синтезируемой АЧХ, следует выбрать тип синтезируемого фильтра, установив переключатель, расположенный в разделе Design Method, в положение FIR (нерекурсивный) или IIR (рекурсивный). Каждому типу фильтра соответствует список возможных методов синтеза, перечисленных ниже и показанных на рисунке 3.3.

Нерекурсивные фильтры (FIR):

o Equiripple - синтез фильтров с равномерными пульсациями АЧХ методом Ремеза;

o Least-Squares – на основе минимизации среднеквадратического откло-нения АЧХ от заданной;

o Window - синтез с использованием весовых функций (окон);

Рекурсивные фильтры (IIR):

Синтез осуществляется по различным аналоговым прототипам методом билинейного z-преобразования:

o Butterworth - синтез фильтра Баттерворта;

o Chebyshev Type I - синтез фильтра Чебышева первого рода;

o Chebyshev Type II - синтез фильтра Чебышева второго рода;

o Elliptic - синтез эллиптического фильтра;

Рисунок 7.3 - Список возможных методов синтеза фильтров

Выбрать порядок фильтра в разделе Filter Order (см. рисунок 3.2).

Примечание: Возможен автоматический выбор оптимального порядка фильтра путем установки переключателя в положение Minimum Order.

Задать числовые параметры выбранной АЧХ в разделах Frequency Specifications, Magnitude Specifications (рисунок 3.2). Параметры, которые необходимо задать, иллюстрируются графиком, выводимым в разделе Filter Specifications. Это можно сделать, нажав кнопку на панели инструментов. Вид этого графика меняется в зависимости от выбранного типа АЧХ.

Выбрав метод синтеза и задав характеристики фильтра, щелкните на расположенной в нижней части окна кнопке для создания вашей модели фильтра.

4.Просмотр характеристик фильтра

После выполнения расчета фильтра, нужно просмотреть его характеристики.

Выбор графика для просмотра производится с помощью кнопок панели инструментов или следующих команд меню Analysis (рисунок 3.2):

· Filter Specifications − вывод графика, поясняющего задание АЧХ;

· Magnitude Response − вывод графика АЧХ;

· Phase Response − вывод графика ФЧХ;

· Magnitude and Phase − одновременный вывод графиков АЧХ и ФЧХ;

· Group Delay − вывод графика частотной зависимости групповой задержки;

· Impulse Response − вывод графика импульсной характеристики;

· Phase Delay – вывод графика частотной зависимости фазовой задержки;

· Step Response − вывод графика переходной характеристики;

· Pole/Zero Plot − вывод графика расположения нулей и полюсов на плоскости;

· View Filter Coefficients− просмотр коэффициентов фильтра.

Когда на экран выведен какой-либо из графиков, можно использовать кнопки Zoom In и Zoom Out для управления масштабом отображения.

литература

1. Рабинер Л, Гоулд Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов / Пер. с англ.; Под ред. Ю. И. Александрова. - М.: Мир, 1978.

2. Оппенгейм А. В., Шафер Р. В. Цифровая обработка сигналов: Пер. с англ. / Под ред. С. Я. Шаца. - М.: Связь, 1979.

3. Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов. 3-е изд. Учеб. пособие. — 3-е изд. — СПб.: БХВ-Петербург, 2011. — 768

4. А. И. Солонина, С. М. Арбузов Цифровая обработка сигналов. Моделирование в MATLAB. БХВ-Петербург, 2008 г. -814

5. Дьяконов В. П. MATLAB 7.*/R2006/2007. Самоучитель — Москва.: «ДМК-Пресс», 2008. — С. 768.

⇐ Предыдущая 1 2 3 45