Лабораторная работа №51 / ЦОС5
.docМинистерство образования и науки
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ»
Кафедра МО ЭВМ
Отчет
по лабораторной работе №5
по дисциплине «Цифровая обработка сигналов»
Выполнил: Рыжок М. гр. 3341
Проверил: Жукова Н.А.
Лабораторная работа №5
Цель работы: Изучение спектрального анализа и фильтрации сигналов
Постановка задания: Самостоятельно разработать виртуальный прибор для спектрального анализа и фильтрации сигналов. На вход фильтра подается синусоидальный сигнал, зашумленный белым нормальным шумом. С помощью треугольного окна и фильтра Чебышева выделить чистый сигнал.
В ходе работы используются следующие средства Matlab
-
- генератор синусоидального сигнала. На вход подается количество точек реализации, амплитуда и частота (начальная фаза предполагается равной 0). Выход – синусоидальный сигнал
-
- генератор белого нормального шума. На вход подается количество точек реализации и среднее квадратичное отклонение. Выход – белый нормальный шум.
-
- получение спектра сигнала
-
- треугольное окно
-
- фильтр Чебышева. В качестве параметров: имя фильтра (верхних частот, нижних частот, полосовой), входной неотфильтрованный сигнал, частота дискретизации, верхняя частота среза, нижняя частота среза, порядок фильтра. На выходе – отфильтрованный сигнал
-
- генератор единичного импульса. На вход подается частота дискретизации (512)
-
- преобразование Фурье входного сигнала
-
- на входе изображение сигнала по Фурье, на выходе амплитудная и фазовая характеристика.
-
- логарифмирование входного параметра по основанию 10
-
- развертка фазы
-
- сумматор
-
- умножитель
-
- делитель
Лицевая панель инструмента
Кнопками Amplitude и Cycles регулируется амплитуда и частота входного сигнала, кнопкой Amplitude Noise – амплитуда шума. В левой нижней части экрана расположены управляющие элементы для фильтра – его тип, порядок, частота дискретизации и частота среза. На осциллографах в первом столбце отображаются синусоидальный сигнал без шума, сигнал с шумом, сигнал, прошедший через окно, и сигнал, отфильтрованный с помощью фильтра Чебышева. В центральном столбце отображаются спектры соответствующих сигналов. Справа сверху вниз передаточная функция фильтра Чебышева, ЛАЧХ и ФЧХ фильтра.
Диаграмма инструмента
На диаграмме сигнал складывается с шумом, проходит через окно и подается на фильтр. На каждой стадии вычисляются спектры сигнала. В нижней части диаграммы представлено получение передаточной характеристики сигнала, его ЛАЧХ и ФЧХ.
Выводы: в ходе данной лабораторной работы изучены средства LabView для генерации сигналов, их фильтрации и получения спектров. Был сделан вывод, что синусоидальный сигнал, зашумленный белым нормальным шумом лучше фильтруется фильтром Чебышева нижних частот, т. к белый нормальный шум представляет собой высокочастотный сигнал.