Реализация и анализ цифрового фильтра с конечной импульсной характеристикой
Алгоритм, реализующий заданный тип фильтра в частотной области. Спектр входного, выходного сигнала. Спектральная (амплитудно-частотная) характеристика окна. Отклик фильтра на заданный сигнал. Двусторонний экспоненциальный радиоимпульс с несущей частотой.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 07.07.2009 |
| Размер файла | 318,2 K |
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.
Министерство образования Российской Федерации
УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Оценка работы
Курсовая работа
Реализация и анализ цифрового фильтра с конечной импульсной характеристикой
по курсу «Цифровая обработка сигналов»
Преподаватель
Коберниченко В.Г.
Екатеринбург
ЗАДАНИЕ
Тема 2. Реализация и анализ цифрового фильтра с конечной импульсной характеристикой
Задание:
1. Разработать алгоритм, реализующий заданный тип фильтра в частотной области (с использованием алгоритма БПФ).
2. Составить программу, позволяющую получить:
- спектр входного сигнала;
- спектральную (амплитудно-частотную) характеристику окна;
- отклик фильтра на заданный сигнал;
- спектр выходного сигнала.
3. Проанализировать полученные результаты.
Исходные данные
Номер варианта: 7
Тип фильтра: ФНЧ
Полоса фильтра: 0,75
Тип окна: треугольное
Вид сигнала: двусторонний экспоненциальный радиоимпульс с несущей частотой, равной половине частоты дискретизации.
Скважность: 12
РЕШЕНИЕ
1. Математическая модель сигнала.
где Ф(t) - функция Хевисайда
0 - несущая частота
Дискретный сигнал:
Для того, чтобы можно было построить спектр входного сигнала, необходимо выразить произведение , исходя из требования обеспечения уровня неопределённости (наложения спектров) не хуже -13 дБ. Наложение спектров происходит вследствие дискретизации сигнала, которая приводит к периодизации спектра с частотой . Для определения необходимо найти энергию, распределённую на участке от нуля до половины частоты дискретизации и энергию, распределённую в диапазоне от половины частоты дискретизации до бесконечности.
Так как спектр радиоимпульса отличается от видео только тем, что он сдвинут на несущую частоту, можно найти из условия наложения спектров видеоимпульса. Спектр исходного сигнала без заполнения определяется соотношением:
,
взяв квадрат модуля, получим энергию сигнала:
Соотношение этих энергий и будет задавать требуемый уровень неопределённости:
Решив это уравнение, получаем, что = 0,235.
Для того, чтобы найти количество отсчетов в периоде повторения, найдем эффективную длительность импульса:
Тогда количество отсчетов на периоде повторения будет равно:
N = QFД ,
где Q - скважность.
Получаем,
N = QFД = = 64,817 65
Определим верхнюю частоту спектра сигнала из условия половинной мощности:
По условию задается, что полоса фильтра определяется по уровню 0,75 от полосы спектра сигнала, следовательно, она будет равна 0,75
Далее приведем основной расчет
Видим, что сигнал был отфильтрован.
Посмотрим, как будет реагировать однородный фильтр (без учета окна):
Спектр сигнала на выходе такого фильтра будет иметь вид:
Тогда сам сигнал:
Видим, что сигнал отфильтрован хуже, чем при введении весовой функции окна.
Проведем анализ полученного фильтра во временной области:
Отклик на входной сигнал равен свертке от входного сигнала и импульсной характеристики фильтра.
Тогда сигнал на выходе фильтра будет иметь вид:
Выводы: В ходе выполнения данной курсовой работы был разработан алгоритм, реализующий заданный тип фильтра (ФНЧ) как во временной так и в частотной областях с учетом весовой функции и без неё. Был получен отклик фильтра на заданный сигнал и его спектр.
Подобные документы
Цифровой согласованный фильтр с конечной импульсной характеристикой. Импульсная характеристика согласованного фильтра. Входной аналоговый и дискретизированный ЛЧМ сигналы. Нормированный отклик фильтра на заданный сигнал. Амплитудный спектр фильтра.
курсовая работа [929,5 K], добавлен 07.07.2009Расчет 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 07.07.2009Структурная 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 15.10.2013Расчет КИХ-фильтра четвертого порядка методом наименьших квадратов. Структурная схема фильтра с конечной импульсной характеристикой с одной или несколькими гармониками. Исследование КИХ-фильтра с одиночным или последовательностью прямоугольных импульсов.
лабораторная работа [760,0 K], добавлен 23.11.2014Алгоритм 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 26.12.2011Построение 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 10.05.2013Импульсная 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 21.01.2009Расчет характеристик фильтра во временной и частотной областях с помощью быстрого преобразования Фурье, выходного сигнала во временной и частотной областях с помощью обратного быстрого преобразования Фурье; определение мощности собственных шумов фильтра.
курсовая работа [2,8 M], добавлен 28.10.2011Расчёт А-параметров фильтра как четырёхполюсника, номинальных величин элементов схемы, коэффициента передачи четырёхполюсника по напряжению, входного и выходного сопротивлений фильтра, входного и выходного напряжений П-образного реактивного фильтра.
курсовая работа [823,8 K], добавлен 06.07.2008Проектирование режекторного фильтра с заданной амплитудно-частотной характеристикой и вычисление его коэффициентов. Графическое изображение воздействия и реакции на прямоугольный импульс. Метод взвешивания окном Кайзера. Спектры сигнала на входе фильтра.
курсовая работа [871,7 K], добавлен 21.01.2016
