Лабораторная работа №3 Исследование ких-фильтров

1. Цель работы: изучение методов синтеза КИХ-фильтров с помощью

временных «окон»;

изучение фунций MATLAB fir1, kaiserord;

изучение создания внешних функций check_low,

check_high, check_pass, check_stop, plot_fir.

2. Задания для выполнения лабораторной работы

   1. Предварительная подготовка к выполнению лабораторной работы

1. Изучить приложение 5.1 и 5.2 к данной работе и рекомендованную литературу, обратив особое внимание на правила работы с системой MATLAB: ввод численных значений параметров, создание внешних функций, построение и интерпретации графиков на экране монитора, правила сохранения результатов исследований в памяти компьютера. Особое внимание следует обратить на функции MATLAB, используемые в данной работе.

2. Из таблицы 5.1 выписать исходные данные для выполнения индивидуального варианта. Номер варианта назначается преподавателем.

3. Составить письменно описания функций системы MATLAB, используемых в данной работе при выполнении задания на экспериментальное исследование в лаборатории.

4. Подготовить ответы на контрольные вопросы, приведенные в данном описании лабораторной работы.

5. Подготовить письменный отчет о предварительной подготовке к экспериментальным исследованиям в лаборатории принятой на кафедре формы.

Отчет должен содержать:

- титульный лист принятой на кафедре формы;

- номер лабораторной работы, варианта работы и формулировку цели работы;

- исходные данные выполняемого варианта;

- текст программы MATLAB для выполняемого варианта;

-текст созданных внешних функций, используемых в лабораторной работе, с описанием смысла их входных и выходных переменных;

- графики импульсной характеристики, АЧХ и ФЧХ реализуемого в лабораторной работе КИХ-фильтра

Таблица 5.1. Номера вариантов, значения частот и отклонений

№ варианта	Вид синтезируемого фильтра		Частоты, [Гц]		Максимально допустимые отклонения АЧХ и их обозначения в MATLAB
1		ФНЧ		fχ =500 fk =2000	δ1=0.5 δ2=0.1
2		ФВЧ		fk =700 fχ =1500	δ2=0.02 δ1=0.03
3		ПФ		f-k =800 f-χ =1200 fχ = 1800 fk = 2200	δ2=0.02 δ1=0.03 δ2=0.02
4		РФ		f-χ =200 f-k =600 fk = 1200 fχ = 1600	δ1=0.04 δ2=0.02 δ1=0.04
5		ФВЧ		fk =1500 fχ =2000	δ2=0.01 δ1=0.04
6		ПФ		f-k =100 f-χ =500 fχ = 1100 fk = 1500	δ2=0.01 δ1=0.02 δ2=0.01
7		ФНЧ		fχ =1000 fk =2000	δ1=0.03 δ2=0.02
8		РФ		f-χ =400 f-k =800 fk = 1400 fχ = 1800	δ1=0.05 δ2=0.01 δ1=0.05
9		ПФ		f-k =1200 f-χ = 1600 fχ = 2200 fk =2600	δ2=0.01 δ1=0.07 δ2=0.01
10		ФНЧ		fχ =300 fk =700	δ1=0.05 δ2=0.01

При выполнении работы можно принять: частота дискретизации f_д = 8000 Гц.

f_χ – граничная частота ПП для ФНЧ и ФВЧ; f_k – граничная частота ПЗ для ФНЧ и ФВЧ;

f_-χ , f_χ – левая и правая граничные частоты ПП для ПФ и РФ;

f_-k , f_k – левая и правая граничные частоты ПЗ для ПФ и РФ;

1. Выполнение исследований в лаборатории

1. Убедиться в активности системы MATLAB по наличию на экране дисплея командного окна с приглашением к работе: информационная вставка в начале сеанса работы или мигающий курсор в начале строки при продолжении сеанса.

2. Создать внешнюю функцию для заданного преподавателем варианта (смотри приложение 5.2):

● для ФНЧ - check_low

● для ФВЧ - check_high

● для ПФ - check_pass

● для РФ - check_stop

Для всех вариантов для получения графиков импульсной характеристики, АЧХ и ФЧХ КИХ-фильтра создать внешнюю функцию plot_fir (смотри приложение 5.2).

Function-файлом называют создаваемый пользователем M-файл, представляющий собой внешнюю функцию.

По существу, внешняя функция – это подпрограмма, к которой можно обратиться из script-файла или непосредственно в режиме прямых вычислений. Для создания внешней функции надо зайти в MATLAB File→New→M-file

Рис. 5.1 Вид рабочих окон в MATLAB

3. По заданному преподавателем варианту ввести все переменные.

4. Синтезировать заданный КИХ-фильтр (Определить его порядок, нормированные частоты разрыва и абсолютные частоты разрыва. Полученные данные записать в отчет).

5. При помощи созданной ранее внешней функции рассчитать максимальные по модулю отклонения и сравнить их с заданными. Проверить выполняются ли требования.

6. Построить графики ИХ, АЧХ и ФЧХ КИХ-фильтра (для этого воспользоваться созданной ранее внешней функцией plot_fir см. приложение 3.2).

7. Подготовить отчет об экспериментальных исследованиях в лаборатории, содержащий:

- текст файла, с помощью которого выполнены пункты задания на экспериментальные исследования (может храниться на компьютере);

- текст внешних функций, с помощью которых выполнялась лабораторная работа;

- полученные графики ИХ, АЧХ и ФЧХ КИХ-фильтра.

Все пункты лабораторного исследования должны быть сохранены на компьютере, в папке, которая должна иметь имя, совпадающее с фамилией студента.