Ćwiczenie 6 Projektowanie filtrów cyfrowych o skończonej i nieskończonej odpowiedzi impulsowej

Podobne dokumenty
Ćwiczenie 6 Projektowanie filtrów cyfrowych o skończonej i nieskończonej odpowiedzi impulsowej

Politechnika Łódzka. Instytut Systemów Inżynierii Elektrycznej

WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA

Przetwarzanie sygnałów

Podstawy Przetwarzania Sygnałów

ANALIZA SYGNAŁÓ W JEDNÓWYMIARÓWYCH

Wydział Elektryczny Katedra Telekomunikacji i Aparatury Elektronicznej

Ćwiczenie 4. Filtry o skończonej odpowiedzi impulsowej (SOI)

Filtracja. Krzysztof Patan

SPRZĘTOWA REALIZACJA FILTRÓW CYFROWYCH TYPU SOI

Wydział Elektryczny. Katedra Telekomunikacji i Aparatury Elektronicznej. Konstrukcje i Technologie w Aparaturze Elektronicznej.

PROCESORY SYGNAŁOWE - LABORATORIUM. Ćwiczenie nr 04

Politechnika Wrocławska Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki Przetwarzanie sygnałów laboratorium ETD5067L

Temat ćwiczenia. Analiza częstotliwościowa

Wydział Elektryczny Katedra Telekomunikacji i Aparatury Elektronicznej

x(n) x(n-1) x(n-2) D x(n-n+1) h N-1

Wprowadzenie. Spis treści. Analiza_sygnałów_-_ćwiczenia/Filtry

CYFROWE PRZETWARZANIE SYGNAŁÓW

Politechnika Wrocławska Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki Przetwarzanie sygnałów laboratorium ETD5067L

Detekcja zespołów QRS w sygnale elektrokardiograficznym

Przetwarzanie sygnałów

Katedra Elektrotechniki Teoretycznej i Informatyki

8. Realizacja projektowanie i pomiary filtrów IIR

Temat: Filtracja cyfrowa okresowych sygnałów deterministycznych Ćwiczenie 3

Projektowanie i implementacja filtru FIR

Politechnika Łódzka. Instytut Systemów Inżynierii Elektrycznej. Laboratorium cyfrowej techniki pomiarowej. Ćwiczenie 3

Temat: Filtracja cyfrowa okresowych sygnałów deterministycznych Ćwiczenie 3

Laboratorium Przetwarzania Sygnałów Biomedycznych

Laboratorium Inżynierii akustycznej. Przetwarzanie dźwięku - wprowadzenie do efektów dźwiękowych, realizacja opóźnień

Transformata Laplace a to przekształcenie całkowe funkcji f(t) opisane następującym wzorem:

Systemy multimedialne. Instrukcja 5 Edytor audio Audacity

Laboratorium Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z przetwarzaniem sygnałów w MATLAB. 2. Program ćwiczenia. Przykład 1 Wprowadź

Systemy i Sieci Telekomunikacyjne laboratorium. Modulacja amplitudy

Cyfrowe przetwarzanie sygnałów Jacek Rezmer -1-

DYSKRETNE PRZEKSZTAŁCENIE FOURIERA C.D.

Laboratorium Przetwarzania Sygnałów. Ćwiczenie 2. Filtracja i korelacja sygnałów dyskretnych

2. Próbkowanie Sygnały okresowe (16). Trygonometryczny szereg Fouriera (17). Częstotliwość Nyquista (20).

Przetwarzanie i transmisja danych multimedialnych. Wykład 9 Kodowanie podpasmowe. Przemysław Sękalski.

Laboratorium Techniki ultradźwiękowej w diagnostyce medycznej

Laboratorium Przetwarzania Sygnałów. Ćwiczenie 3. Filtracja i korelacja sygnałów dyskretnych

Wydział Elektryczny Katedra Telekomunikacji i Aparatury Elektronicznej

Katedra Elektrotechniki Teoretycznej i Informatyki

Filtry elektroniczne sygnałów ciągłych - cz.1

Cyfrowe Przetwarzanie Obrazów i Sygnałów

MODEL SYMULACYJNY DO BADANIA FILTRÓW ANTYALIASINGOWYCH STOSOWANYCH W STRUKTURACH CYFROWEJ AUTOMATYKI ZABEZPIECZENIOWEJ

PRZETWARZANIE SYGNAŁÓW LABORATORIUM

OPROGRAMOWANIE WSPOMAGAJĄCE PROJEKTOWANIE FILTRÓW CYFROWYCH

9. Dyskretna transformata Fouriera algorytm FFT

Politechnika Wrocławska Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki Przetwarzanie sygnałów laboratorium ETD5067L

FFT i dyskretny splot. Aplikacje w DSP

Cyfrowe przetwarzanie sygnałów. Wykład 7. Projektowanie filtrów cyfrowych. dr inż. Robert Kazała

Cyfrowe Przetwarzanie Obrazów i Sygnałów

Wydział Elektryczny Katedra Telekomunikacji i Aparatury Elektronicznej

Wydział Elektryczny Katedra Telekomunikacji i Aparatury Elektronicznej

POLITECHNIKA OPOLSKA

Modelowanie Systemów Dynamicznych Studia zaoczne, Automatyka i Robotyka, rok II. Podstawy MATLABA, cz2.

Ćwiczenie 0 : Wprowadzenie do cyfrowego przetwarzania sygnałów. wyświetla listę tematów pomocy. wyświetla okno pomocy (Help / Product Help)

Laboratorium Przetwarzania Sygnałów Biomedycznych

PORÓWNANIE METOD PROJEKTOWANIA FILTRÓW CYFROWYCH

Podstawy MATLABA, cd.

Andrzej Leśnicki Laboratorium CPS Ćwiczenie 7 1/7 ĆWICZENIE 7. Splot liniowy i kołowy sygnałów

WYDZIAŁ ELEKTROTECHNIKI, AUTOMATYKI I INFORMATYKI INSTYTUT AUTOMATYKI I INFORMATYKI KIERUNEK AUTOMATYKA I ROBOTYKA STUDIA STACJONARNE I STOPNIA

A-2. Filtry bierne. wersja

AKADEMIA MORSKA KATEDRA NAWIGACJI TECHNICZEJ

POLITECHNIKA POZNAŃSKA

Ćwiczenie 11. Podstawy akwizycji i cyfrowego przetwarzania sygnałów. Program ćwiczenia:

Przetwarzanie sygnałów

Analiza właściwości filtrów dolnoprzepustowych

Algorytmy detekcji częstotliwości podstawowej

Ćwiczenie - 7. Filtry

Wydział Elektryczny Katedra Telekomunikacji i Aparatury Elektronicznej

Własności dynamiczne przetworników pierwszego rzędu

Ćwiczenie 3. Właściwości przekształcenia Fouriera

Bezpieczeństwo informacji oparte o kryptografię kwantową

Katedra Metrologii i Systemów Diagnostycznych Laboratorium Metrologii II. 2013/14. Grupa. Nr ćwicz.

Laboratorium Komputerowego Wspomagania Analizy i Projektowania

AiR_CPS_1/3 Cyfrowe przetwarzanie sygnałów Digital Signal Processing

przedmiot kierunkowy (podstawowy / kierunkowy / inny HES) obieralny (obowiązkowy / nieobowiązkowy) polski semestr VI

Generowanie sygnałów na DSP

Wzmacniacze napięciowe i ograniczniki dynamiki

b n y k n T s Filtr cyfrowy opisuje się również za pomocą splotu dyskretnego przedstawionego poniżej:

Przekształcenie Fouriera i splot

STUDIA MAGISTERSKIE DZIENNE LABORATORIUM SYGNAŁÓW, SYSTEMÓW I MODULACJI. Filtracja cyfrowa. v.1.0

Ćwiczenie nr 11. Projektowanie sekcji bikwadratowej filtrów aktywnych

Projektowanie układów metodą sprzężenia od stanu - metoda przemieszczania biegunów

ĆWICZENIE 6 Transmitancje operatorowe, charakterystyki częstotliwościowe układów aktywnych pierwszego, drugiego i wyższych rzędów

Analiza właściwości filtra selektywnego

LABORATORIUM AKUSTYKI MUZYCZNEJ. Ćw. nr 12. Analiza falkowa dźwięków instrumentów muzycznych. 1. PODSTAWY TEORETYCZNE ANALIZY FALKOWEJ.

Rys. 1. Wzmacniacz odwracający

Wprowadzenie do programowania w języku Visual Basic. Podstawowe instrukcje języka

Laboratorium Przetwarzania Sygnałów Biomedycznych

III. Przebieg ćwiczenia. 1. Generowanie i wizualizacja przebiegów oraz wyznaczanie ich podstawowych parametrów

Zjawisko aliasingu. Filtr antyaliasingowy. Przecieki widma - okna czasowe.

Realizacja filtrów cyfrowych z buforowaniem próbek

CYFROWE PRZTWARZANIE SYGNAŁÓW (Zastosowanie transformacji Fouriera)

Dyskretne przekształcenie Fouriera cz. 2

Wydział Elektryczny Katedra Telekomunikacji i Aparatury Elektronicznej

imei CYFROWE PRZETWARZANIE SYGNAŁÓW Laboratorium Temat: Tworzenie aplikacji w środowisku LabWindows/CVI Instytut Metrologii, Elektroniki i Informatyki

Rozwiązywanie równań różniczkowych z niezerowymi warunkami początkowymi

Laboratorium 1. Wprowadzenie do środowiska GnuRadio. I. Wprowadzenie

Transkrypt:

Ćwiczenie 6 Projektowanie filtrów cyfrowych o skończonej i nieskończonej odpowiedzi impulsowej 1. Filtry FIR o skończonej odpowiedzi impulsowej (SOI) Filtracja FIR polega na tym, że sygnał wyjściowy powstaje jako splot sygnału wejściowego i odpowiedzi impulsowej filtru. y(t) = x(t)*h(t) gdzie: x(t) sygnał wejściowy, y(t) sygnał wyjściowy, h(t) odpowiedź impulsowa filtru. Z uwagi na to, że w dziedzinie częstotliwości splot odpowiada mnożeniu operację filtracji można ogólnie zapisać jako: Y(jω) = X(jω) H(jω) gdzie: Y(jω) widmo częstotliwościowe sygnału wyjściowego, X(jω) widmo częstotliwościowe sygnału wejściowego, H(jω) charakterystyka częstotliwościowa filtru. Projektowany filtr będzie filtrem z okienkowaniem funkcją SINC, co oznacza, że jego odpowiedź impulsowa przemnożona zostanie przez wybraną funkcję okna. 1.1. Projektowanie filtru dolnoprzepustowego FIR (SOI) w środowisku MatLab Zadanie 1 Dysponując sygnałem prostokątnym o częstotliwości podstawowej 1kHz wygenerować przebieg sinusoidalny o częstotliwości 1kHz. 1. Uruchomienie narzędzia Filter Design & Analysis Tool (można wybrać z menu start programu MatLab lub uruchomić z konsoli wpisując fdatool) Powinno pojawić się okno jak poniżej lub podobne w zależności od wersji MatLab a: 2. Wybieramy rodzaj filtru, w naszym przypadku dolnoprzepustowy filtr FIR okienkowany funkcją SINC:

3. Kolejnym etapem jest określenie: rzędu filtru (ilości punktów, z których składa się jego odpowiedź impulsowa, częstotliwości próbkowania - zgodnej z częstotliwością z jaką próbkowany jest sygnał wejściowy oraz częstotliwości odcięcia.

4. Klikając przycisk Design Filter zostanie wyświetlona jego charakterystyka częstotliwościowa Klikając w ikony paska narzędzi można wyświetlić pozostałe wyznaczone parametry filtru: m.in. odpowiedź impulsową, odpowiedź skokową, charakterystykę fazową, położenie zer i biegunów na płaszczyźnie zmiennej Z.

5. Ostatnim etapem jest wyeksportowanie współczynników filtru do workspace, zapisanie jej do pliku lub wygenerowanie m-pliku opisującego projektowany filtr. 6. Po zapisaniu współczynników filtru do pliku można go będzie używać w skryptach. Sygnał jest splotem współczynników filtru z sygnałem wejściowym (w tym przypadku z sygnałem prostokątnym). Splot w programie MatLab realizowany jest funkcją conv(). Zauważmy, że liczba próbek wyjściowych po operacji splotu jest sumą próbek sygnały wejściowego i odpowiedzi impulsowej. Efekt działania filtru w dziedzinie czasu i częstotliwości: 1 Sygnal wejsciowy w dziedzinie czasu 8 Sygnal wejsciowy w dziedzinie czestotliwosci.5 6 4 -.5 2-1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 5 1 15 2 25 3 35 4 45 5 2 Sygnal wysjciowy w dziedzinie czasu 8 Sygnal wysjciowy w dziedzinie czestotliwosci 1 6 4-1 2-2 2 4 6 8 1 12 14 16 18 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 Bardzo wygodną metodą projektowania filtrów jest wykorzystanie narzędzia fdatools do tworzenia funkcji (mpliku), która wywołana zwraca współczynniki filtru (z paska narzędzi File należy wybrać Generate M-file). Funkcja generująca współczynniki projektowanego filtru (plik zapisany pod nazwą filtry_fir.m) będzie miał postać:

function Hd = filtry_fir FILTRY_FIR Returns a discrete-time filter object. M-File generated by MATLAB(R) 7.6 and the Signal Processing Toolbox 6.9. Generated on: 8-Jan-214 8:27:6 FIR Window Lowpass filter designed using the FIR1 function. All frequency values are in Hz. Fs = 1; Sampling Frequency N = 1; Order Fc = 15; Cutoff Frequency flag = 'noscale'; Sampling Flag Create the window vector for the design algorithm. win = blackman(n+1); Calculate the coefficients using the FIR1 function. b = fir1(n, Fc/(Fs/2), 'low', win, flag); Hd = dfilt.dffir(b); [EOF] Powyższą funkcję wywołujemy w skrypcie np.: wsp = filtry_fir; Teraz wystarczy tylko wykorzystać funkcję MatLab a filter(), której argumentami są: współczynniki zwrócone przez funkcję filtry_fir i wektor sygnału wejściowego: syg_wy = filter(wsp, syg_we);