Добавил:
I want to die Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Лабы_Вариант 4_5 сем / ЛР_2 / ЛР_2_МОиАБСиД

.docx
Скачиваний:
7
Добавлен:
01.12.2022
Размер:
147.74 Кб
Скачать

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

  1. Кафедра биотехнических систем и технологий

отчет

по лабораторной работе №2

по дисциплине «Методы обработки и анализа биомедицинских сигналов и данных»

Тема: Цифровая фильтрация.

Вариант 4

Студентки гр. 0502

Лиоско Е.П.

Потько А.А.

Преподаватель

Калиниченко А.Н.

Санкт-Петербург

2022

        1. Цель работы:

Ознакомление с цифровой фильтрацией сигналов и ее программной реализацией.

        1. Задачи работы:

  • Для двух заданных фильтров (1 и 2) рассчитать и построить графики их основных характеристик (набор коэффициентов, АЧХ, импульсная и амплитудная характеристики).

  • Прочесть из файла фрагмент ЭКГ, выполнить его фильтрацию обоими фильтрами и построить графики сигнала до и после фильтрации.

        1. Часть 1.Расчет характеристик фильтров 1 и 2

Текст программы №1:

clc;

clear all;

% Построение коэффициенетов фильтров 1 и 2

B1=[1/5 1/5 1/5 1/5 1/5]; %Вектор коэффициентов фильтра

B2=[1/8 1/4 1/8 0 -1/8 -1/4 -1/8];

M1=length(B1); %Число коэффициентов

M2=length(B2);

figure

subplot(4,2,1)

stem(B1)

title('Filter 1')

title('Коэффициенты 1-го фильтра')

subplot(4,2,2)

stem(B2)

title('Коэффициенты 2-го фильтра')

%Графики АЧХ

Fs=250;

T=1/Fs;

f=0:Fs/2;

H1=abs(1/5+2/5*cos(2*pi*f*T)+2/5*cos(4*pi*f*T));

subplot(4,2,3)

plot(f,H1)

title('АЧХ 1-го фильтра')

H2=abs(1/4*sin(2*pi*f*T)+1/2*sin(4*pi*f*T)+1/4*sin(6*pi*f*T));

subplot(4,2,4)

plot(f,H2)

title('АЧХ 2-го фильтра')

%Импульсные характеристики

N=20;

for n=1:N

X(n)=0;

end

X(10)=1;

Y1=zeros(1,N);

for n=M1:N

Y1(n)=0.2*X(n)+0.2*X(n-1)+0.2*X(n-2)+0.2*X(n-3)+0.2*X(n-4);

end

subplot(4,2,5)

stem(X,'.')

hold on

stem(Y1,'r')

title('Импульсная характеристика 1-го фильтра')

Y2=zeros(1,N);

for n=M2:N

Y2(n)=1/8*X(n)+1/4*X(n-1)+1/8*X(n-2)-1/8*X(n-4)-1/4*X(n-5)-1/8*X(n-6);

end

subplot(4,2,6)

stem(X,'.')

hold on

stem(Y2,'r')

title('Импульсная характеристика 2-го фильтра')

%Переходные характеристики

N=20;

for n=1:N/2

X(n)=0;

end

for n=N/2:N

X(n)=1;

end

Y1=zeros(1,N);

for n=M1:N

Y1(n)=0.2*X(n)+0.2*X(n-1)+0.2*X(n-2)+0.2*X(n-3)+0.2*X(n-4);

end

subplot(4,2,7)

stem(X,'.')

hold on

stem(Y1,'g')

title('Переходная характеристика 1-го фильтра')

Y2=zeros(1,N);

for n=M2:N

Y2(n)=1/8*X(n)+1/4*X(n-1)+1/8*X(n-2)-1/8*X(n-4)-1/4*X(n-5)-1/8*X(n-6);

end

subplot(4,2,8)

stem(X,'.')

hold on

stem(Y2,'g')

title('Переходная характеристика 2-го фильтра')

Рисунок №1 – Характеристики фильтров 1 и 2.

Часть 2. Исследование эффекта наложения на тестовых сигналах.

Текст программы №2:

clc;

clear all;

Y=load('W2_04.txt'); % исходный сигнал ЭКГ

B1=[1/5 1/5 1/5 1/5 1/5];

B2=[1/8 1/4 1/8 0 -1/8 -1/4 -1/8];

M1=length(B1); % Кол-во отсчетов (длина)

M2=length(B2);

for n=1:length(Y) %n=1:250

X1(n)=Y(n,1); %Создаем массивы X1 и X2, пристваивая соот. зн-я из матрицы-столбца Y

X2(n)=Y(n,1);

end

for n=M1:length(Y) %Фильтруем исходный сигнал ЭКГ (1 фильтр) и записываем в массив Y1

Y1(n)= 0.2*X1(n)+0.2*X1(n-1)+0.2*X1(n-2)+0.2*X1(n-3)+0.2*X1(n-4);

end

for n=M2:length(Y) %Фильтруем исходный сигнал ЭКГ (2 фильтр) и записываем в массив Y2

Y2(n)=1/8*X2(n)+1/4*X2(n-1)+1/8*X2(n-2)-1/8*X2(n-4)-1/4*X2(n-5)-1/8*X2(n-6);

end

figure

Fs=250;

T=1/Fs;

tmax=length(Y)*T;

t=0:T:tmax-T;

subplot(3,1,1)

plot(t,Y)

title('ЭКГ сигнал')

ylim([-100,50])

xlim([0,tmax])

subplot(3,1,2)

plot(t,Y1)

title('Обработка сигнала ЭКГ фильтром 1')

ylim([-100 50])

xlim([0,tmax])

subplot(3,1,3)

plot(t,Y2);

title('Обработка сигнала ЭКГ фильтром 2')

ylim([-100 50])

xlim([0,tmax])

Рисунок №2 – Эффект наложения на тестовых сигналах.

Выводы:

  1. Для двух заданных фильтров (1 и 2) были рассчитаны и построены графики их основных характеристик (набор коэффициентов, АЧХ, импульсная и амплитудная характеристики). 1 фильтр – ФНЧ; 2 фильтр – полосовой пропускающий.

  2. Была произведена фильтрация фрагмента ЭКГ обоими фильтрами (Рисунок №2). При обработке 1 фильтром сигнал стал более плавным (исчезли мелкие помехи). При обработке 2 фильтром практически не видно зубец Q, а зубец T исчез.

Соседние файлы в папке ЛР_2