Министерство высшего образования Российской Федерации
Красноярский Государственный Технический Университет
Лабораторная работа No2
“Синтез нерекурсивного ЦФ методом весовых функций и его исследование”
Выполнил:
студент гр.Р49-1
Бумаженко Е.В.
Проверил:
Преподаватель
Глинченко
А.С.
Красноярск 2003г.
1) Синтез НЦФ типа ППФ:
Тип фильтра - Полосовой
Тип АЧХ - монотонная
Центральная частота Fo = 700 Гц
Граничные частоты ЦФ:
Первая частота среза Fc1 = 600 Гц
Вторая частота среза Fc2 = 800 Гц
Первая частота задерживания Fз1 = 500 Гц
Вторая частота задерживания Fз2 = 900 Гц
Требования к АЧХ ЦФ:
Неравномерность в полосе промускания Ап = 6.000 дБ
Затухание в полосе задерживания Аз ≥ 45.000 дБ
Частота дискретизации Fd = 9600 Гц
Значения приведенных значений переходных полос и частот среза:
Dfпер = | fc - fз | = 100 Гц;
Dfперпр = Dfпер * Кпрi; при ап = 6 дБ Кпрi = 2; Dfперпр = 200 Гц
fc1пр = fз1 + Dfпер / 2 = 500 + 50 = 550 Гц;
fc2пр = fз2 – Dfпер / 2 = 900 – 50 = 850 Гц;
Длина весовой функции N > D * fд / Dfперпрmin;
Выберем весовую функцию Кайзера с параметрами:
| d2max | = 50 дБ; D = 2.928; b = 4.551.
тогда N > 140.54; N = 141.
1.1) График весовой функции:
Начальная частота анализа ЧХ = 0 Гц
Конечная частота анализа ЧХ = 4800 Гц
Шаг по частота при анализе ЧХ = 5,000 Гц
Ограничение разрядности коэфф-ов = 15 бит. (Способ - округление)
Ограничение разрядности произведений = 15 бит. (Способ - округление)
Ограничение разрядности АЦП = 11 бит. (Способ - округление)
........................................
Сумма отсчетов ИХ = 1,687
Сумма квадратов отсчетов ИХ = 0,038767
График АЧХ ВФ
 |
График ФЧХ ВФ
 |
1.2) График расчетной ИХ ВФ:
 |
1.3) Графики АЧХ и ФЧХ ППФ
 |
Параметры частотной характеристики для ППФ:
|
f, Гц |
АЧХ, дБ без огр. |
АЧХ, дБ с огр. |
|
500 |
-49.968 |
-50.436 |
|
600 |
-6.018 |
-6.021 |
|
700 |
-0.068 |
-0.073 |
|
800 |
-6.019 |
-6.026 |
|
900 |
-50.348 |
-50.54 |
1.4) Расчет ММ
Временной Масштабный Множитель = 0.59278
Спектральный Масштабный Множитель = 1.0079
Статистический Масштабный Множитель = 1.693
1.5) Расчет ШК АЦП и произведений
Макс. значение шума АЦП = 0.0009884494
Дисперсия шума АЦП = 1.577426E-6
СКЗ шума АЦП = 0.001255956
Макс. значение шума умножителей = 2.017021E-5
Дисперсия шума умножителей = 1.669775E-13
СКЗ шума умножителей = 4.086289E-7
1.6) Моделирование отклика НЦФ на заданный сигнал в полосе пропускания
Входной сигнал
Тип сигнала - Гармоническое колебание
Амплитуда = 1 Вольт
Частота = 700 Гц
Начальная фаза = 0 Градусов
Белый шум отсутствует
Результаты моделирования
Максимальное значение вх. сигнала = 0
Мощность вх. сигнала = 0
СКЗ вх. сигнала = 0
Максимальное значение вых. сигнала = 0.99105
Мощность вых. сигнала = 0.07376111
СКЗ вых. сигнала = 0.27159
Максимальное значение вх. шума = 0.0007222051
Мощность вх. шума = 1.246303E-7
СКЗ вх. шума = 0.0003530301
Максимальное значение вых. шума = 0.9990256
Мощность вых. шума = 0.341006
СКЗ вых. шума = 0.5839572
 |
1.7) Моделирование отклика НЦФ на заданный сигнал в полосе заграждения
Входной сигнал
Тип сигнала - Гармоническое колебание
Амплитуда = 1 Вольт
Частота = 1000 Гц
Начальная фаза = 0 Градусов
Белый шум отсутствует
Результаты моделирования
Максимальное значение вх. сигнала = 0
Мощность вх. сигнала = 0
СКЗ вх. сигнала = 0
Максимальное значение вых. сигнала = 1.001245
Мощность вых. сигнала = 0.0007430219
СКЗ вых. сигнала = 0.02725843
Максимальное значение вх. шума = 0.0007222051
Мощность вх. шума = 1.321611E-7
СКЗ вх. шума = 0.0003635397
Максимальное значение вых. шума = 0.1308897
Мощность вых. шума = 0.001487964
СКЗ вых. шума = 0.03857413
 |
2) Синтез НЦФ типа ФНЧ
Тип фильтра – ФНЧ
Частота среза фильтра Fc = 100 Гц
Частота задерживания фильтра Fз = 200 Гц
Затухание в полосе задерживания Аз ≥ 45 дБ
Неравномерность в полосе пропускания Ап = 6 дБ
Тип Весовой Функции - Кайзера
Параметр БЕТА =4.55
Число отсчетов Весовой Функции N = 141
Частота дискретизации Fd = 9600 Гц
Начальная частота анализа ЧХ = 0 Гц
Конечная частота анализа ЧХ = 300 Гц
Шаг по частота при анализе ЧХ = 5 Гц
Ограничение разрядности коэфф-ов = 15 бит. (Способ - округление)
Ограничение разрядности произведений = 15 бит. (Способ - округление)
Ограничение разрядности АЦП = 11 бит. (Способ - округление)
Сумма отсчетов ИХ = 1.3205
Сумма квадратов отсчетов ИХ = 0.019338
График ИХ
 |
График АЧХ
 |
Параметры частотной характеристики для ФНЧ:
|
f, Гц |
АЧХ, дБ без огр. |
АЧХ, дБ с огр. |
|
100 |
-6.019 |
-6.034 |
|
200 |
-51.793 |
-51.362 |
Масштабные множители
Временной Масштабный Множитель = 0.75728
Спектральный Масштабный Множитель = 1.0074
Статистический Масштабный Множитель = 2.397
3) Аналитические выражения для расчёта и структурные схемы:
Общая структурная схема НЦФ на основе ДВС с включенным ММ.
 |
Общее выражение для передаточной функции НЦФ.
Граф-схема алгоритма программной реализации НФ на основе прямого вычисления ДВС
Аналитические выражения
Импульсная характеристика, соответствующая идеализированной
ЧХ: 
Весовая функция: 
Импульсная характеристика ЦФ: 
, где 
Частотная характеристика ЦФ: 
Передаточная функция ЦФ: 
Масштабные множители: 
; 
; 
.
Шумы квантования:
Требуемый объём памяти и число арифметических операций на один отсчёт сигнала при программной реализации НЦФ.
Требуемый объем вычислений при программной реализации составляет (N- 1) операций сложения и N операций умножения на каждый отсчет выходного сигнала.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.