Получение разностного уравнения и системной функции нерекурсивного ЦФ 1-го порядка

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО СВЯЗИ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

_______________________________________________

МОСКОВСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

СВЯЗИ И ИНФОРМАТИКИ

Кафедра общей теории связи

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

№ 26-1

по дисциплине «Цифровая обработка сигналов»

на тему:

«Анализ нерекурсивных цифровых фильтров

Го и 2-го порядка»

Вариант №2

Выполнила: студ. гр. БЗС1301

Виноградова Елена

Проверил: проф. каф. ОТС

Волчков В. П.

(Осенний семестр)

Москва 2015

Цель работы

На персональном компьютере провести анализ нерекурсивных (трансверсальных) цифровых фильтров (ЦФ) 1-го и 2-го порядка; исследовать частотные и временные характеристики фильтров, а также их взаимосвязь со значениями коэффициентов (параметров) ЦФ.

2. Домашнее задание

Исходные данные для расчетов

Исходные данные представлены в табл. 1. в соответствии с номером варианта.

Параметр b0 b1 b2 a1 a2 f fд
Значение -0,55 0 – 8 кГц 8 кГц


Табл. 1. Значения параметров для домашнего задания

Получение разностного уравнения и системной функции нерекурсивного ЦФ 1-го порядка

(1)
Разностное уравнениеЦФ записывается в виде
Получение разностного уравнения и системной функции нерекурсивного ЦФ 1-го порядка - student2.ru

где Получение разностного уравнения и системной функции нерекурсивного ЦФ 1-го порядка - student2.ru и Получение разностного уравнения и системной функции нерекурсивного ЦФ 1-го порядка - student2.ru – совокупности коэффициентов ЦФ; Получение разностного уравнения и системной функции нерекурсивного ЦФ 1-го порядка - student2.ru и Получение разностного уравнения и системной функции нерекурсивного ЦФ 1-го порядка - student2.ru - задержанные копии входного и выходного сигналов ЦФ (на m и l периодов дискретизации).

(2)
В соответствии с номером варианта и формулой (1) разностное уравнение заданного ЦФ имеет вид:

Получение разностного уравнения и системной функции нерекурсивного ЦФ 1-го порядка - student2.ru

(3)
Системная функцияЦФ определяется отношением Z-преобразования отклика Y(z) и Z-преобразования входного воздействия X(z). Применяя к правой и левой частям разностного уравнения (1) ЦФ прямое Z-преобразование и используя свойства последнего, получаем следующий вид его системной функции:
Получение разностного уравнения и системной функции нерекурсивного ЦФ 1-го порядка - student2.ru

(4)
В соответствии с номером варианта и формулой (3) системная функция заданного ЦФ будет иметь вид:

Получение разностного уравнения и системной функции нерекурсивного ЦФ 1-го порядка - student2.ru

Структурная схема нерекурсивного ЦФ 1-го порядка

Структурная схема заданного нерекурсивного ЦФ 1-го порядка, построенная на основе канонической структурной схемы ЦФ, представлена на рис. 1.

Рис. 1.Структурная схема заданного нерекурсивного ЦФ 1-го порядка

Получение импульсной реакции и амплитудно-частотной характеристики нерекурсивного ЦФ 1-го порядка

Импульсной реакцией называется отклик ЦФ на входной единичный импульс:

(5)
Получение разностного уравнения и системной функции нерекурсивного ЦФ 1-го порядка - student2.ru

В соответствии с формулами (2) и (5) получаем импульсную реакцию заданного нерекурсивного ЦФ 1-го порядка:

(6)
Получение разностного уравнения и системной функции нерекурсивного ЦФ 1-го порядка - student2.ru

График импульсной характеристики Получение разностного уравнения и системной функции нерекурсивного ЦФ 1-го порядка - student2.ru , построенный в соответствии с заданными параметрами и формулой (6) изображен на рис. 2.

Рис. 2. Импульсная реакция заданного (b0 = 1; b1 = -0,55; b2 = 0)

нерекурсивного ЦФ 1-го порядка

(7)
Для построения амплитудно-частотной характеристики необходимо произвести замену Получение разностного уравнения и системной функции нерекурсивного ЦФ 1-го порядка - student2.ru в системной функции (4), где Получение разностного уравнения и системной функции нерекурсивного ЦФ 1-го порядка - student2.ru – период дискретизации, Получение разностного уравнения и системной функции нерекурсивного ЦФ 1-го порядка - student2.ru и взять модуль от полученного выражения.

Получение разностного уравнения и системной функции нерекурсивного ЦФ 1-го порядка - student2.ru

Получение разностного уравнения и системной функции нерекурсивного ЦФ 1-го порядка - student2.ru

Полученный таким образом график амплитудно-частотной характеристики (7) показан на рис. 3.

Рис. 3. Амплитудно-частотная характеристика заданного (b0 = 1; b1 = -0,55; b2 = 0) нерекурсивного ЦФ 1-го порядка

 

Исходные данные эксперимента

Исходные данные представлены в табл. 2. и табл.3. в соответствии с заданием.

Получение разностного уравнения и системной функции нерекурсивного ЦФ 1-го порядка - student2.ru Получение разностного уравнения и системной функции нерекурсивного ЦФ 1-го порядка - student2.ru Получение разностного уравнения и системной функции нерекурсивного ЦФ 1-го порядка - student2.ru
-1


Табл. 2. Значения коэффициентов для фильтра первого порядка

Получение разностного уравнения и системной функции нерекурсивного ЦФ 1-го порядка - student2.ru Получение разностного уравнения и системной функции нерекурсивного ЦФ 1-го порядка - student2.ru Получение разностного уравнения и системной функции нерекурсивного ЦФ 1-го порядка - student2.ru
0.4 -0.3
-1
-2
-2

Табл. 3. Значения коэффициентов для фильтра второго порядка

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО СВЯЗИ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

_______________________________________________

МОСКОВСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

СВЯЗИ И ИНФОРМАТИКИ

Кафедра общей теории связи

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

№ 26-1

по дисциплине «Цифровая обработка сигналов»

на тему:

«Анализ нерекурсивных цифровых фильтров

Го и 2-го порядка»

Вариант №2

Выполнила: студ. гр. БЗС1301

Виноградова Елена

Проверил: проф. каф. ОТС

Волчков В. П.

(Осенний семестр)

Москва 2015

Цель работы

На персональном компьютере провести анализ нерекурсивных (трансверсальных) цифровых фильтров (ЦФ) 1-го и 2-го порядка; исследовать частотные и временные характеристики фильтров, а также их взаимосвязь со значениями коэффициентов (параметров) ЦФ.

2. Домашнее задание

Исходные данные для расчетов

Исходные данные представлены в табл. 1. в соответствии с номером варианта.

Параметр b0 b1 b2 a1 a2 f fд
Значение -0,55 0 – 8 кГц 8 кГц


Табл. 1. Значения параметров для домашнего задания

Получение разностного уравнения и системной функции нерекурсивного ЦФ 1-го порядка

(1)
Разностное уравнениеЦФ записывается в виде
Получение разностного уравнения и системной функции нерекурсивного ЦФ 1-го порядка - student2.ru

где Получение разностного уравнения и системной функции нерекурсивного ЦФ 1-го порядка - student2.ru и Получение разностного уравнения и системной функции нерекурсивного ЦФ 1-го порядка - student2.ru – совокупности коэффициентов ЦФ; Получение разностного уравнения и системной функции нерекурсивного ЦФ 1-го порядка - student2.ru и Получение разностного уравнения и системной функции нерекурсивного ЦФ 1-го порядка - student2.ru - задержанные копии входного и выходного сигналов ЦФ (на m и l периодов дискретизации).

(2)
В соответствии с номером варианта и формулой (1) разностное уравнение заданного ЦФ имеет вид:

Получение разностного уравнения и системной функции нерекурсивного ЦФ 1-го порядка - student2.ru

(3)
Системная функцияЦФ определяется отношением Z-преобразования отклика Y(z) и Z-преобразования входного воздействия X(z). Применяя к правой и левой частям разностного уравнения (1) ЦФ прямое Z-преобразование и используя свойства последнего, получаем следующий вид его системной функции:
Получение разностного уравнения и системной функции нерекурсивного ЦФ 1-го порядка - student2.ru

(4)
В соответствии с номером варианта и формулой (3) системная функция заданного ЦФ будет иметь вид:

Получение разностного уравнения и системной функции нерекурсивного ЦФ 1-го порядка - student2.ru

Наши рекомендации