Рудик, А. В. та Rudyk, A. V. (2017) СИНТЕЗ ТА МОДЕЛЮВАННЯ ЦИФРОВИХ ФІЛЬТРІВ ПРОГРАМНИМИ ЗАСОБАМИ MATLAB. Вимірювальна та Обчислювальна Техніка в Технологічних Процесах (3). с. 87-93.

Перегляд

Text Рудик А. В. Синтез та моделювання ЦФ в MatLab зах.pdf Download(1MB) | Перегляд

Анотація

Цифровий фільтр є лінійною дискретною системою, що виконує перетворення вхідної послідовності відліків у вихідну за алгоритмом, який описується різницевим рівнянням і реалізується апаратно або програмно. Залежно від того, чи є параметри цифрового фільтра незмінними або змінюються з часом, фільтр є стаціонарним або адаптивним. Структура цифрового фільтра (алгоритм обчислення реакції або вихідного сигналу) в більшості практичних випадків реалізується програмно на базі цифрових сигнальних процесорів або програмованих логічних інтегральних схем, тому необхідно проводити відладку програмної частини цифрового фільтра апаратними засобами. В статті за допомогою графічного інтерфейсу користувача GUI SPTool програмних засобів в MATLAB проведено моделювання цифрової фільтрації, а саме: - синтез оптимального фільтра нижніх частот з лінійною фазочастотною характеристикою порядку 31 на базі фільтра з кінцевою імпульсною характеристикою другого типу з частотою дискретизації 8000 Гц, граничною частотою смуги пропускання 1000 Гц, граничною частотою смуги затримування 1500 Гц, максимально допустимими відхиленнями амплітудно-частотної характеристики в смугах пропускання 0.05 дБ та затримування 0.01 дБ, максимально допустимими затуханнями в смугах пропускання 0.4455 дБ та затримування 40 дБ; - аналіз синтезованого цифрового фільтра, в результаті якого отримано амплітудно-частотну характеристику фільтра відповідно до заданих при синтезі вимог; - імпорт вхідного сигналу, в результаті чого створено вхідний сигнал-вектор, який є сумішшю двох гармонік з нормальним білим шумом і використовується для подальшого аналізу; - моделювання цифрової фільтрації за результатами синтезу цифрового фільтра та імпорту вхідного сигналу-вектора; - аналіз сигналів в часовій області, в результаті якого отримано графіки вхідного та вихідного сигналів цифрового фільтра на заданому інтервалі часу (0÷0.128) с, який визначається довжиною сигналу та частотою дискретизації; - аналіз сигналів в частотній області методом швидкого перетворення Фур’є, в результаті якого отримано графіки спектральної густини потужності (PSD) вхідного та вихідного сигналів синтезованого цифрового фільтра в основній смузі частот (0÷8000) Гц, яка визначається значенням частоти дискретизації; - експорт даних з GUI SPTool, який виконується при необхідності подальшого використання результатів моделювання в MATLAB.

Title in English

SYNTHESIS ANDMODELING OF DIGITAL FILTERS BY MATLAB SOFTWARE

English abstract

The digital filter is a linear discrete system that performs the transformation of the input sequence of readings into output by an algorithm, which is described by differential equations and is implemented hardware or software. Depending on whether the parameters of the digital filter are unchanged or change over time, the filter is stationary or adaptive. The structure of the digital filter (algorithm reactions or output) in most practical cases implemented software-based digital signal processors or programmable logic integrated circuits, as necessary to carry out debugging of software digital filter hardware. In the article, using graphical user interface GUI SPTool software in MATLAB carried out the simulation of digital filtering, namely: - synthesis of an optimal low pass filter with linear phase- frequency characteristic of order 31 on the basis of a filter with a finite pulse characteristic of the second type with a sampling rate of 8000 Hz, a limiting frequency of the bandwidth of 1000 Hz, a limiting frequency of the delay band of 1500 Hz, the maximum permissible deviations of the amplitude-frequency characteristic in the bands A 0.05 dB transmittance and a delay of 0.01 dB, the maximum permissible damping in the bandwidth of 0.4455 dB and a delay of 40 dB; - analysis of the synthesized digital filter, which resulted in the amplitude-frequency response of the filter according to the requirements specified in the synthesis; - import input, resulting in a set up input vector, which is a mixture of two harmonics of the normal white noise and is used for further analysis; - digital filtering simulation based on the results of the synthesis of the digital filter and import of the input signal-vector; - analysis of signals in the time domain, which resulted in the graphs of the input and output signals of the digital filter at a given time interval (0 ÷ 0.128) s, which is determined by the signal length and sampling frequency; - analysis of signals in the frequency domain by fast Fourier transform (FFT), in which the received graphics power spectral density (PSD) input and output signals synthesized digital filter in the main frequency band (0 ÷ 8000) Hz, which is determined by the sampling rate; - export data from a GUI SPTool, which is executed if necessary to further use the simulation results in MATLAB.

Перегляд елементу

Завантажень