kr_r3 (Вроде как курсовые работы)

КУРСОВАЯ РАБОТАпо курсу «Радиотехнические цепи и сигналы» на тему«Цифровая обработка сигналов»Составили: Кузнецов Ю.В., Баев А.Б.Часть I. Дискретизация одиночных аналоговых сигналов1. Определить ширину спектра (Fmax) заданного одиночного сигнала s(t),соответствующего приблизительно 95% энергии сигнала.2. Задаться частотой дискретизации (Fд), равной удвоенной частоте Fmax.3. В качестве дискретизатора использовать идеальный дискретизатор спериодом дискретизации Tд = 1/Fд.4. Определить и построить дискретный сигнал и его спектр по известномуспектру одиночного аналогового сигнала.5.

Изменить частоту дискретизации в полтора-два раза. Выполнить п. 4(ч. I) с новой частотой дискретизации F’д.6. Проанализировать полученные сигналы и спектры, сравнить их и сделать выводы.Часть II. Восстановление одиночных аналоговых сигналов подискретным сигналам1. Определить и построить сигналы и спектры п. 4 и 5 (ч. I) на выходеидеального восстанавливающего ФНЧ с граничной частотой (Fгр), равной половине частоты дискретизации. Выполнить задание во временной области с помощью свертки и в частотной области.2. Определить и построить импульсную характеристику (ИХ) и частотную характеристику (ЧХ) восстанавливающих ФНЧ 1-го порядка длядвух разных граничных частот Fгр1= Fmax и Fгр2< Fmax (Fгр2 выбрать порядка ширины главного лепестка спектра аналогового сигнала).3.

Определить и построить сигналы п. 4 (ч. I) и их спектры на выходе восстанавливающих ФНЧ 1-го порядка (п. 2 ч. II).4. Проанализировать полученные сигналы и спектры, сравнить их междусобой и с исходным одиночным аналоговым сигналом, сделать вывод.Часть III. Определение дискретного по времени преобразования Фурье (ДВПФ) одиночных дискретных сигналов1. Определить и построить спектры одиночных дискретных сигналов (п.

4и 5 ч. I) с помощью ДВПФ.2. Сравнить полученные спектры со спектрами, полученными в части I, исделать выводы.1Часть IV. Дискретизация периодических аналоговых сигналов1. Определить ширину спектра (Fmax) заданного периодического сигналаsТ(t) по уровню порядка 95% мощности переменной составляющей сигнала.2. Задаться частотой дискретизации (Fд), равной удвоенной частоте Fmax.Частота дискретизации должна быть кратной частоте F = 1/T повторения периодического сигнала sТ(t).3.

Определить и построить дискретный периодический сигнал и егоспектр по известному спектру одиночного дискретного сигнала (ч. Iили III).4. Изменить частоту дискретизации в полтора-два раза, сохраняя ее кратность частоте периодического сигнала F. Выполнить п. 3 (ч. IV) с новой частотой дискретизации F’д.5. Проанализировать полученные спектры, сравнить их и сделать выводы.6. Определить и построить спектры дискретных сигналов (п. 3 и 4 ч. IV) спомощью ДПФ.7. Сравнить ДПФ со спектрами, полученными в п. 3 и 4 ч. IV, и сделатьвыводы.8.

Определить и построить дискретные сигналы (п. 3 и 4 ч. IV) по ихспектрам с помощью ОДПФ. Сравнить их с исходными дискретнымисигналами и сделать вывод.Часть V. Восстановление периодических аналоговых сигналовпо дискретным сигналам1. Определить и построить сигналы и спектры (п. 3 и 4 ч. IV) и их спектры на выходе идеального восстанавливающего ФНЧ с граничной частотой (Fгр), равной половине частоты дискретизации (Fд). Выполнитьзадание во временной области с помощью круговой (циклической)свертки и в частотной области с помощью ряда Фурье.2.

Проанализировать полученные сигналы и спектры, сравнить их междусобой и с исходным периодическим аналоговым сигналом, сделать выводы.Часть VI. Синтез цифрового фильтра по заданному аналоговому фильтруАналоговый фильтр может быть задан:1. Диаграммой нулей и полюсов.2. Графиком желаемой частотной характеристики.Вариант 1.1. По заданной системной функции аналогового фильтра определить ипостроить частотную характеристику и импульсную характеристику2аналогового фильтра.2. Для частоты дискретизации Fд (часть I, п. 2) определить импульснуюхарактеристику цифрового фильтра, отсчеты которой совпадают созначениями импульсной характеристики аналогового фильтра в дискретные моменты времени пТд.3.

По импульсной характеристике цифрового фильтра:• найти системную функцию;• найти диаграмму нулей и полюсов на z-плоскости;• найти и построить частотную характеристику;• составить структурную схему фильтра в канонической форме;• составить разностное уравнение.4.

Пересчитать системную функцию аналогового фильтра в системнуюфункцию цифрового фильтра по методу билинейного преобразования(метод трапеций), сделав замену:2 z −1p=.Tд z + 15. Для цифрового фильтра по найденной системной функции определитьи построить все временные и частотные характеристики, указанные в п.3 ч. VI. Сравнить временные и частотные характеристики аналоговогои цифровых фильтров п. 2 и 3 ч. VI.

Сделать выводы.Вариант 2.1. По заданной желаемой частотной характеристике аналогового фильтраопределить аналитическое выражение и построить импульсную характеристику аналогового фильтра.2. Для двух частот дискретизации Fд (п. 2 и 5 ч. I) определить импульсные характеристики цифровых фильтров, отсчеты которой совпадаютсо значениями импульсных характеристик аналоговых фильтров в дискретные моменты времени пТд. По импульсным характеристикам цифровых фильтров найти и построить частотные характеристики с помощью ДВПФ.3. По заданной желаемой частотной характеристике аналогового фильтрадля двух частот дискретизации Fд (п.

2 и 5 ч. I) определить отсчетычастотных характеристик цифровых фильтров для дискретных периодически сигналов. По найденным отсчетам частотных характеристикопределить с помощью обратного ДПФ отсчеты импульсных характеристик цифровых фильтров.4. Проанализировать полученные частотные и импульсные характеристики цифровых фильтров, сравнить их между собой и с желаемыми частотными и импульсными характеристиками аналогового фильтра.Часть VII. Фильтрация одиночных дискретных сигналов1.

Определить и построить одиночные цифровые сигналы и их спектры3на выходах синтезированных цифровых фильтров (ч. VI) для разныхчастот дискретизации с помощью линейной дискретной свертки и вчастотной области.2. Восстановить и построить одиночные аналоговые сигналы и их спектры на выходе синтезированных цифровых фильтров с помощью идеальных ФНЧ.3. Проанализировать полученные дискретные и аналоговые одиночныесигналы, сравнить их между собой и с одиночным аналоговым сигналом на выходе заданного аналогового фильтра.Часть VIII. Фильтрация периодического дискретного сигнала1. Определить и построить периодические цифровые сигналы и их спектры на выходах синтезированных цифровых фильтров (ч. VI) для разных частот дискретизации с помощью линейной дискретной свертки ив частотной области.2. Восстановить и построить периодические аналоговые сигналы и ихспектры на выходе синтезированных цифровых фильтров с помощьюидеальных ФНЧ.3.

Проанализировать полученные периодические дискретные и аналоговые сигналы, сравнить их между собой и с периодическим аналоговымсигналом на выходе заданного аналогового фильтра.Важные замечания:1. Все спектры и временные диаграммы должны иметь соответствующие размерности по вертикальным и горизонтальным осям.2. В качестве заданных одиночных и периодических сигналов использовать сигналы из предыдущей расчетно-графической работы.3. В качестве исходных аналоговых фильтров использовать фильтры,рассчитанные в предыдущей расчетно-графической работе.Основные аналитические выражения для сигналов и спектров можно скачатьпо адресам: литература или www.mai-trt.ru.4.