Реферат

Курсовая работа 45 страниц, 34 рисунка, 4 таблицы, 4 источника.

ДИСКРЕТНАЯ ОБРАБОТКА СИГНАЛОВ, ЦИФРОВАЯ ФИЛЬТРАЦИЯ, ЦИФРОВЫЕ ФИЛЬТРЫ.

Цель работы – осуществить дискретную обработку сигнала и пропустить данный сигнал через цифровой фильтр.

Объектом исследования является входной сигнал и схема фильтра-прототипа.

Областью применения является построение электрических фильтров и анализ прохождения сигнала через них.

В работе получена аналоговая и дискретная обработка сигнала, построены характеристики аналогового и цифрового фильтра, а также прохождение самого сигнала через них.

Данная работа может послужить примером для построения различных цифровых фильтров и дискретной обработки сигналов.

Пояснительная записка к курсовой работе выполнена в текстовом редакторе MicrosoftWord 2016.

Часть расчётов была сделана в математическом пакете MathCAD 1.5

Оглавление

1 СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ АНАЛОГОВОГО СИГНАЛА 9

1.1 Разложение сигнала на типовые составляющие 9

1.2 Нахождение спектральной плотности аналогового сигнала 10

1.3 Спектр коэффициентов комплексного ряда Фурье 13

2 АНАЛИЗ АНАЛОГОВОЙ ЛИНЕЙНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ 17

2.1 Передаточная функция аналогового фильтра 17

2.2 Частотные характеристик аналогового фильтра 17

2.3 Временные характеристики аналогового фильтра 20

2.4 Отклик аналогового фильтра на сигнал 23

3 ДИСКРЕТИЗАЦИЯ АНАЛОГОВОГО СИГНАЛА 26

3.1 Разложение дискретного сигнала на типовые составляющие 27

3.2 Спектральная плотность дискретного сигнала 28

3.3 Расчёт и построение спектра комплексных коэффициентов дискретного преобразования Фурье 30

3.4 Восстановление аналогового сигнала по теореме Котельникова 32

3.5 Восстановление аналогового сигнала по Фурье 33

4 СИНТЕЗ ЦИФРОВОГО ФИЛЬТРА МЕТОДОМ БИЛИНЕЙНОГО Z-ПРЕОБРАЗОВАНИЯ 34

4.1 Системная функция канонического вида цифрового фильтра 34

4.2 Частотные характеристики цифрового фильтра канонического вида 36

4.3 Отклик цифрового фильтра на дискретный сигнал 37

5 СИНТЕЗ ЦИФРОВОГО ФИЛЬТРА МЕТОДОМ ИНВАРИАНТНОСТИ ИМПУЛЬСНЫХ ХАРАКТЕРИСКИК 38

5.1 Дискретизация импульсной характеристики линейной электрической цепи 38

5.2 Системные функции трансверсального цифрового фильтра 39

6 ВЫВОДЫ О СРАВНЕНИИ МЕТОДОВ СИНТЕЗАЦИФРОВОГО ФИЛЬТРА 43

Заключение 44

Введение

Одним из новых перспективных направлений современной обработки радиосигналов является цифровая фильтрация. В её основе лежит преобразование аналоговых сигналов в последовательность чисел и обработка этой последовательности в цифровых вычислительных устройствах.

Применение в радиоэлектронике цифровой фильтрации открывает дополнительные возможности при обработке сигналов. В частности, могут быть реализованы сложные алгоритмы фильтрации, которые аналоговыми методами в ряде случаев вообще не удается осуществить. С другой стороны, возможен синтез в цифровой форме аналогов известных радиотехнических устройств различного функционального назначения, а именно фильтров, преобразователей частоты, детекторов и т.п.

Курсовая работа состоит из пяти частей:

1. Анализ аналогового сигнала, нахождение его спектра, разложение в ряд Фурье, нахождение необходимой полосы пропускания канала связи, по которому сигнал пройдет без значительных искажений;

2. Анализ аналогового фильтра-прототипа, нахождение и анализ его частотных и временных характеристик, для последующего использования их при синтезе цифровых фильтров;

3. Нахождение минимального количества степеней свободы для описания заданного сигнала в дискретной форме, анализ выборки сигнала, нахождение его спектра с помощью Z-преобразования, нахождение комплексных коэффициентов дискретного преобразования Фурье, восстановление сигнала с использованием теоремы Котельникова и по Фурье.

4. По аналоговым фильтрам-прототипам методом инвариантной импульсной характеристики и методом билинейного Z преобразования рассчитываются трансверсальные и рекурсивные фильтры по аналоговому фильтру-прототипу, находится отклик цифровых фильтров на дискретный сигнал.

5. Анализ аналогового фильтра Чебышева, удовлетворяющий заданным параметрам, по его характеристикам синтезируется цифровой фильтр, а также методом дискретной свертки находится отклик полученного фильтра на дискретный сигнал