
- •Министерство образования и науки Российской Федерации
- •1. Синтез цифрового фильтра Баттерворта методом инвариантного преобразования их
- •2. Синтез цф методом отображения дифференциалов
- •3. Синтез цф методом билинейного преобразования
- •4. Синтез цф по методу z-форм
- •5. Преобразование частотных свойств цф
- •5.1. Преобразование фнч в фнч1
- •5.2. Преобразование фнч в фвч
- •5.3. Преобразование фнч в пф
- •6. Нахождение нулей и полюсов
- •7. Проверка условия устойчивости фильтра
- •8. Расчет первых 10 отсчетов импульсной и переходной характеристик, выражение для системной функции и ачх цф
- •9. Структурная схема фильтра для прямой и канонической форм реализации
- •10. Алгоритм обработки фильтра для прямой и канонической форм реализации и объем вычислительных операций на один отсчет выходного сигнала
- •11. Расчет среднеквадратического значения шума квантования всех источников
- •12. Изменение значений нулей, полюсов и частотной характеристики при изменении коэффициентов цф
- •14. Заключение и выводы по результатам проектирования цф
12. Изменение значений нулей, полюсов и частотной характеристики при изменении коэффициентов цф
Системная функция ЦФ ФНЧ синтезированного в пункте 3:
,
где , , , , .
а)
а1
= 0; системная
функция имеет вид:
,
Чтобы найти значения нулей и полюсов, перейдем к положительным степеням z:
Значения полюсов не изменяются т.к. не изменяется знаменатель H(z).
Найдем значения нулей:
т.к.
,
то
,
т.е.
,
.
АЧХ исходного ЦФ - пунктир, АЧХ ЦФ, при а1 = 0 - сплошная
б)
а2
= 0; системная
функция имеет вид:
,
Значения полюсов не изменяются т.к. не изменяется знаменатель H(z).
Найдем
значения нулей: т.к.
,
то
,
Получили
значения нулей:
.
АЧХ исходного ЦФ - пунктир, АЧХ ЦФ при а2 = 0 - сплошная
в)
а1
= а2=
0; системная
функция имеет вид:
,
Значения полюсов не изменяются т.к. не изменяется знаменатель H(z).
Найдем
значения нулей:
,
получили значения нулей:
.
АЧХ исходного ЦФ - пунктир, АЧХ ЦФ при а1 = а2= 0 - сплошная
г)
b2
= а2=
0; системная
функция имеет вид:,
.
Найдем значения
полюсов: Для этого приравняем знаменатель
системной функции к нулю, чтобы получить
характеристическое уравнение:
,
Значение полюса:
.
Найдем значения нулей: т.к. , то ,
Получили значения нулей: .
АЧХ исходного ЦФ - пунктир, АЧХ ЦФ при b2 = а2= 0.- сплошная
д)
b1
= 0; системная
функция имеет вид:,
.
Найдем значения
полюсов: Для этого приравняем знаменатель
системной функции к нулю, чтобы получить
характеристическое уравнение:
,
Получили значения полюсов:
,
Значения нулей не изменятся.
АЧХ исходного ЦФ – пунктир, АЧХ ЦФ при b1 = 0 – сплошная.
14. Заключение и выводы по результатам проектирования цф
В данном курсовом проекте были приобретены навыки проектирования
цифровых фильтров и оптимизации их параметров. В проекте произведен
синтез ЦФ Баттерворта четырьмя основными методами преобразования
аналогового фильтра в цифровой, а так же преобразование частотных
свойств ЦФ, отражены основные расчетные формулы и параметры.
В работе был произведен расчет среднеквадратического значения шума всех источников. Все погрешности, связанные с дискретизацией по уровню и квантованием результатов арифметических операций, ухудшают точность фильтрации. Это погрешности, связанные с квантованием входного сигнала по уровню АЦП (шумы квантования; погрешности, связанные с квантованием результатов арифметических операций; эффекты, связанные с переполнением разрядной сетки арифметического устройства (сумматора ЦФ)).
Литература
Курячий М.И. Цифровая обработка сигналов: Учебное методическое пособоие. Томск: кафедра ТУ, ТУСУР, 2012. – 67 с.
Курячий М.И. Цифровая обработка сигналов: Учебное пособие. – Томск: кафедра ТУ, ТУСУР, 2012. – 172 с.
Курячий М.И. Цифровая обработка сигналов: Лабораторный практикум. Томск: кафедра ТУ, ТУСУР, 2012. – 75 с.