
лабы / ЛР№5
.pdfМИНОБРНАУКИ РОССИИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «ЛЭТИ» ИМ. В.И. УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА) Кафедра биотехнических систем
ОТЧЕТ по лабораторной работе №5
по дисциплине «Системы удаленного мониторинга в цифровой медицине»
Тема: Основы цифровой фильтрации биомедицинских сигналов
Студентка гр. 0502 |
|
Слободина Ю.А. |
|
|
|
||
Преподаватель |
|
Анисимов А.А. |
|
|
|||
|
|
|
|
Санкт-Петербург
2024
1
Задание:
1.Провести расчет коэффициентов и моделирование работы цифрового БИХ фильтра второго порядка в программе Micro-Cap. Проверить правильность расчетов и оценить его работу во временной области.
2.Параметры фильтра: БИХ фильтр нижних частот второго порядка типа Баттерворта, частота дискретизации 2000 Гц, частота среза 200 Гц.
3.Расчет коэффициентов фильтра произвести с помощью программы WinFilter или любой другой предназначенной для этого программы.
4.Следует обратить внимание на буквенные обозначения коэффициентов прямых и обратных связей (a и b) для их правильного использования.
5.Провести анализ работы фильтра в частотной области, получить АЧХ, ФЧХ и импульсную характеристику фильтра.
6.Провести анализ работы фильтра во временной области. Для этого необходимо подать на его вход сигнал из суммы двух синусоид с частотой 20 и 400 Гц.
7.В итоге необходимо оценить работу рассчитываемого фильтра:
сравнить сигналы на его входе и выходе. Сделать выводы о подавлении
сигнала в зависимости от его частоты.
2

Цель работы: провести расчет коэффициентов и моделирование работы цифрового БИХ фильтра второго порядка в программе MicroCap.
Проверить правильность расчетов и оценить его работу во временной области.
Ход работы:
1. Провести расчет коэффициентов фильтра с помощью программы
WinFilter.
Заданные параметры фильтра: БИХ фильтр нижних частот второго порядка типа Баттерворта, частота дискретизации 2000 Гц, частота среза
200 Гц. На рисунке 1 указаны характеристики цифрового ФНЧ.
Рисунок 1 – Характеристики цифрового ФНЧ
3

2. Провести моделирование работы цифрового БИХ фильтра второго порядка в программе Micro-Cap.
Для этого составили стандартную схему БИХ фильтра из макросов
Delay со значением задержки 500 мкс (для частоты дискретизации 2000 Гц), Sum и Amp, значения коэффициентов усиления подставили из программного кода для фильтра. На рисунке 2 показана схема рекурсивного фильтра из макросов MicroCap.
Рисунок 2 – Схема рекурсивного фильтра из макросов в программе Microсap
4

3. Проверить правильность расчетов и оценить работу во временной области.
Для этого провели анализ работы фильтра в частотной области,
получить АЧХ, ФЧХ и импульсную характеристику фильтра.
Рисунок 3 – АЧХ, ФЧХ и импульсная характеристика БИХ фильтра
4. Далее провели анализ работы фильтра во временной области. Для этого на его вход был подан сигнал из суммы двух синусоид с частотой 20 и 400 Гц.
Рисунок 4 – Диаграммы сигналов на входе и выходе фильтра
5
Вывод: В ходе лабораторной работы был произведен расчет коэффициентов БИХ фильтра в программе Winfilter было проведено моделирование работы цифрового БИХ ФНЧ второго порядка в программе
Micro-Cap.
6