Синтез цифрового фильтра по аналоговому прототипу. Голованов В.В. - 8 стр.

UptoLike

Составители: 

6
В случае, если вы ошиблись при вводе операторов, используйте клавиши
управления курсором и для воспроизведения ранее введённых операто-
ров после значка >>. Внесите исправления и нажмите клавишу Enter. Если
исправления касались исходных данных, нужно повторить ввод операторов
расчёта частотной характеристики freqs, построения графика plot, а также
вывода диаграммы полюсов и нулей zplane.
Если нужно построить АЧХ в логарифмическом масштабе, вместо чет-
вёртого оператора введите:
>> plot (w, 20*log10(abs(k)/ max(abs(k)))), grid
АЧХ будет построена в графическом окне Figure No.1, а диаграмма по-
люсов и нулей в графическом окне Figure No.2. Если какое-либо окно свёр-
нуто, его можно раскрыть, нажав соответствующую кнопку на панели задач
Windows. График АЧХ представлен в зависимости от нормированной часто-
ты , которая равна w/w0, где w – угловая частота в рад/с.
Для расчёта импульсной характеристики введите операторы:
>> [r,p,kk]=residue(b,a);
>> t=0:0.1:10;
>> g=r(1)*exp(p(1)*t)+r(2)*exp(p(2)*t);
>> figure
>> plot(t,g), grid
Раскройте окно Figure No. 3 и просмотрите график импульсной характе-
ристики. Если импульсная характеристика не просматривается до конца, сле-
дует увеличить интервал времени, например задать t=0:0.1:100. График им-
пульсной характеристики дан в зависимости от нормированного времени, так
что единице нормированного времени соответствует 1/w0 секунд.
Перенесите схематичное изображение полученных графиков в свою ра-
бочую тетрадь, указав характерные значения.
4. Проанализируйте полученные характеристики аналогового прототипа
и выберите частоту дискретизации Fs. Учтите при этом, что АЧХ с её поло-
сами пропускания и задерживания должна располагаться в интервале [0,
Fs/2] (Fs/2 – частота Найквиста). Таким образом, в области частот f > Fs/2
окажется несущественная часть АЧХ. По графику АЧХ вы определите нор-
мированную частоту Найквиста (πFs/w
0
). Для расчёта частоты дискретизации
в герцах нужно умножить нормированную частоту на величину w
0
/π. Введи-
те значения Fs и w0 после значка >> в командном окне MATLAB.
5. Примените заданный метод синтеза ЦФ по аналоговому прототипу
для нахождения передаточной функции ЦФ. Введите в командном окне
MATLAB следующий оператор:
>> [bz, az]= bilinear(b,a,Fs/w0)
- для синтеза по методу билинейного z – преобразования,
>> [bz, az]= impinvar(b,a,Fs/w0)
- для синтеза по методу инвариантной импульсной характеристики.
    В случае, если вы ошиблись при вводе операторов, используйте клавиши
управления курсором ↑ и ↓ для воспроизведения ранее введённых операто-
ров после значка >>. Внесите исправления и нажмите клавишу Enter. Если
исправления касались исходных данных, нужно повторить ввод операторов
расчёта частотной характеристики freqs, построения графика plot, а также
вывода диаграммы полюсов и нулей zplane.
    Если нужно построить АЧХ в логарифмическом масштабе, вместо чет-
вёртого оператора введите:

>> plot (w, 20*log10(abs(k)/ max(abs(k)))), grid

     АЧХ будет построена в графическом окне Figure No.1, а диаграмма по-
люсов и нулей в графическом окне Figure No.2. Если какое-либо окно свёр-
нуто, его можно раскрыть, нажав соответствующую кнопку на панели задач
Windows. График АЧХ представлен в зависимости от нормированной часто-
ты Ω, которая равна w/w0, где w – угловая частота в рад/с.
     Для расчёта импульсной характеристики введите операторы:
>> [r,p,kk]=residue(b,a);
>> t=0:0.1:10;
>> g=r(1)*exp(p(1)*t)+r(2)*exp(p(2)*t);
>> figure
>> plot(t,g), grid
     Раскройте окно Figure No. 3 и просмотрите график импульсной характе-
ристики. Если импульсная характеристика не просматривается до конца, сле-
дует увеличить интервал времени, например задать t=0:0.1:100. График им-
пульсной характеристики дан в зависимости от нормированного времени, так
что единице нормированного времени соответствует 1/w0 секунд.
     Перенесите схематичное изображение полученных графиков в свою ра-
бочую тетрадь, указав характерные значения.
     4. Проанализируйте полученные характеристики аналогового прототипа
и выберите частоту дискретизации Fs. Учтите при этом, что АЧХ с её поло-
сами пропускания и задерживания должна располагаться в интервале [0,
Fs/2] (Fs/2 – частота Найквиста). Таким образом, в области частот f > Fs/2
окажется несущественная часть АЧХ. По графику АЧХ вы определите нор-
мированную частоту Найквиста (πFs/w0). Для расчёта частоты дискретизации
в герцах нужно умножить нормированную частоту на величину w0/π. Введи-
те значения Fs и w0 после значка >> в командном окне MATLAB.
     5. Примените заданный метод синтеза ЦФ по аналоговому прототипу
для нахождения передаточной функции ЦФ. Введите в командном окне
MATLAB следующий оператор:
     >> [bz, az]= bilinear(b,a,Fs/w0)
     - для синтеза по методу билинейного z – преобразования,
     >> [bz, az]= impinvar(b,a,Fs/w0)
     - для синтеза по методу инвариантной импульсной характеристики.

                                        6