Порівняння характеристик аналогового та цифрового фільтрів

Завдання

1. Розрахувати аналоговій фільтр з параметрами, заданими в таблиці згідно з номером варіанта.

2. Побудувати амплітудно-частотну(АЧХ), логарифмічну амплітудно-частотну(ЛАЧХ), логарифмічну фазочастотну(ЛФЧХ) та амплітудно-фазову(АФХ) характеристики розробленого фільтра, діаграми нулів та полюсів.

3. Із застосуванням ПЕОМ здійснити моделювання процесів обробки заданого аналогового сигналу u(t) спроектованим згідно з п. 1 фільтром. Побудувати спектри заданого аналогового сигналу u(t) та сигналу y(t), сформованого в результаті фільтрації.

4. Розрахувати цифровий рекурсивний фільтр з параметрами, заданими в таблиці (згідно з варіантом).

5. Побудувати амплітудно-частотну та логарифмічну амплітудно-частотну характеристики розробленого цифрового фільтра, порівняти її з аналогічною характеристикою аналогового фільтра.

Варіант №13

Межа смуги, рад/сек

Вступ

Стрімкий розвиток електронної цифрової схемотехніки обумовлює розширення її використання в якості апаратної платформи при побудові елементів та систем збору, обробки та передачі інформації. Такі компоненти є невід’ємними складовими сучасних комп’ютеризованих систем управління.

Даний курсовий проект присвячений питанням розробки цифрових елементів систем обробки інформації (зокрема, цифрових фільтрів та їх аналогових прототипів).

Цифровий фільтр – пристрій, який дозволяє перетворити дискретний сигнал x(t) у інший y(t). Це цифрова схема для зміни частотного спектра дискретних сигналів. Цифровий фільтр може бути реалізований як апаратно, так і програмно.

Цифрові фільтри мають ряд переваг над аналоговими:

1) Нечутливість характеристик фільтра до розкидування параметрів елементів, що у нього входять, їх часових та температурних дрейфів;

2) Малі розміри і висока надійність фільтрів, пов’язані з використанням великих інтегральних схем;

3) Легкість зміни параметрів і характеристик цифрового фільтру через модифікацію програми і коефіцієнтів

4) можливість реалізації фільтрів із змінними в процесі роботи параметрами.

Типи фільтрів

Фільтри, що знаходять застосування в обробці сигналів бувають:

·  Аналоговими або цифровими;

·  Пасивними або активними;

·  Лінійними і нелінійними;

·  Рекурсивними і не рекурсивними.

Серед безлічі рекурсивних фільтрів окремо виділяють наступні фільтри (за виглядом передаточної функції):

·  Фільтри Чебишева;

·  Фільтри Бесселя;

·  Фільтри Баттерворда;

·  Еліптичні фільтри.

По тому, які частоти фільтром пропускаються (затримуються), фільтри поділяють на:

·  Фільтри нижніх частот (ФНЧ);

·  Фільтри верхніх частот (ФВЧ);

·  Смугово-пропускні фільтри (СПФ)

·  Смугово-непропускні (режекторні) фільтри (СНФ);

·  Фазові фільтри.

В даній роботі буде розглядатись саме фільтр Чебишева, Фільтр Чебишева – один з типів лінійних аналогогових або цифрових фільтрів, особливістю якого є більш круте спадіння амплітудно-частотної характеристики (АЧХ) й суттєві пульсації (фільтр Чебишева ІІ роду), ніж у фільтрів інших типів. Фільтр отримав назву на честь відомого російського математика XIX століття Пафнутія Львовича Чебишева, так як характеристики цього фільтра базуються на багаточленах Чебишева.

Фільтри Чебишева зазвичай застосовуються там де потрібно за допомогою фільтра невеликого порядку забезпечити потрібні характеристики АЧХ, зокрема, добре подавлення частот зі смуги подавлення, і при цьому гладкість АЧХ на частотах смуг пропускання і подавлення не стільки важлива.

Розрізняють фільтри Чебишева І та ІІ роду.

Фільтр Чебишева ІІ роду (інверсний фільтр Чебишева) використовується рідше ніж фільтр Чебишева І роду зважаючи на менш крутий спад АЧХ.

Цифрові фільтри Чебишева

Фільтри Чебишева часто реалізуються у цифровій формі. Для того, щоб від аналогового фільтра перейти до цифрового, треба над кожним каскадом фільтра здійснити білінійне перетворення. Увесь фільтр отримується шляхом послідовного з’єднання каскадів.

Похожие работы

Пристрій мікропроцесорної обробки аналогової інформації

Скачать

28445

20

15

... , обробка даних і зв’язок, системи автоматизації наукових експериментів, системи автоматизації проектування. В даній роботі розробляється мікропроцесорний пристрій системи автоматичного регулювання на базі МПК К580, який здійснює прийом, обробку і видачу сигналів. 1. Побудова аналогової схеми, що описується даним рівнянням На основі вихідного рівняння будуємо аналогову схему цифрового фі ...

Цифровий синтез частоти

Скачать

12412

0

3

... в одному синтезаторі декілька петель PLL. Проте багатопетлевий PLL-синтезатор є вельми дорогим і громіздким пристроєм, що стримує його широке застосування. Прямий цифровий синтез (DDS) Прямий цифровий синтез — відносно новий метод синтезу частоти, що з'явився на початку 70-х років минулого століття. Всі описані методи синтезу доступні розробникам вже десятиліття, але лише останнім часом DDS ...

Використання технології цифрового діаграмоутворення в системах мобільного зв'язку

Скачать

40137

2

20

... придушення внутрішньо-канальної завади пропонується використання спрямованих антен на БС і нахил ДС антенної системи. Зазначені підходи можливо реалізувати при використанні перспективних технологій, які будуть розглянуті нижче. 2. Переваги технології цифрового діаграмоутворення (ЦДУ) в зв’язку Останнім часом все більшого поширення набуває технологія цифрового діаграмоутворення (ЦДУ). Ним ...

Розробка структурної схеми аналого-цифрового інтерфейсу. Підсистема збору аналогових сигналів

Скачать

11816

1

3

... = 1, (0 – Fв1) = 0 – 6 кГц, m2 = 8, (0 – Fв2) = 0 – 1 кГц, Umax= 2 В. В процесі розробки необхідно обрати конфігурацію структурної схеми ПЗАС, виходячи з вищенаведених параметрів АЦІ. 1.1. проектування структури аналого-цифрового інтерфейсу розпочинається з визначення параметрів та вибору аналого-цифрового перетворювача, перш за все його розв’язувальної спроможності (РС інакше роздільної ...