Дьяконов В.П. Matlab 6.5 SP1 7 0 Simulink 5 6 Обработка сигналов и проектирование фильтров 2005 (1245705), страница 48
Текст из файла (страница 48)
2,' "4; 6,, '6 66 ,ГавпноптрИПИ! и.вььРУ», ~Омов Р;,~— Рис. 4.!5. Демонстрация непрермвноео преобразования Фурье 4.2. Демопстрациопные примеры на основе 6Л Внизу окна с помощью ползункового регулятора можно изменять частоту несущего синусоидального сигнала.
Кроме того, л1ышью можно изменять амплитуду анализируемого сигнала, показанного в верхней часто окна данного примера. Аналогичным образом построен пример 01зсге1е Гоипег Тгапарогпь, окно которого прелставлено на рис. 4.16. Здесь лишь несколько расширены установки в п1хзвой части окна — можно устанавливать один из трех типов сигналов, одно из шести окон и число периодов сигнала Гцпг!апзеп1а1. вв!!!!ИИ ,ви'мееи ии.ви иеи1 тииеиеиии иии ийьиь~ 149 ВО ! ь' "А ж / ! Р за л2 20 10 :':1'$0 -10 20 ЗО. 0 10 10 Ы и С:. 1О 0 $-О 1 .10 Х' -с и 4101 О 0001 ..0.0:* " О ', 0.0 . ипиии гииеиет1 1ииеьииь! Рис.
4.!6. демонстрации лискретиого преобразоиаиии Фурье Оба этих примера носят учебный характер. 4.2.4. Демонстрация методов спектрального оценивании В разделе спектрального анализа Бресгга1 Апа!1010 имеется три примера. В первом РоьОЕГ Крее!та! Репз11у выполняется спектральное оцениванне трех'видов сигналов с шумом десятью различными методами. Окно этого примера с раскрытым списком методов представлено на рис. 4.17. Работа с окном этого примера вполне очевидна. Как досадную погрешность можно отметить невозможность управления размерами окна. Для некоторых методов спектрального оценивании возможно задание одного из 16 типов окон. В примере Бресгга! Апа!уа10 1ог 0ТМГ анализируется спектр сигналов тональиого телефонного вызова.
Окно этого примера представлено на рис. 4.!8. В правой части окна представлен номеронабиратель телефона с помощью которого можно выбрать тот или иной сигнал, посылаемый в телефонную линию при на-. жатии одной из клавиш номеронабирателя. В левой части окна сверху представлена осциллограмма сигнала, а снизу спектр мощности. Установка знака птички в Глава 4. Спег1иалыгые средства обработки еигггалов имя тели липа 12 А, И г» 1 »В Иг»0 "»л 6 10 .16 20, 26 ЭО .об о ОО пе еымг л»г Г е мп»юе! Рис.
4.17. Демонстрация спектраяьнопл оценивания периодограл1мним метояом Не 644 Ие» аеев тели иепьи иие й :о и о о.ом 10' й о па эа" О 200 400, 600 ООО 1000 1200 1400 16ВЭ 1600 ЗЮО епщ»икт Оиэ Рис. 4.18. Демонстрация построения спектра мощности сигнаяов телефонного вызова Ийй~1 йе 'фК тп ПИ ЕЮ ~и~ге»пани ~~~В ~1. 10' с.,ч.1» ~ а Ф .
ф,а~ иС е С. ф -10 ~ -16 . б еа и 4лаг .2$ о ог о 016 0.02 а.ога о.оз а.оэа о 04 озма аоа тепе (ее»э 4.2. Делгоггстрациоггегые ирилгеры иа оспове СИ окошке опции Яоцпс) позволяет воспроизвести звуковой сигнал вызова на ПК, оснагценном аудиоадаптером и звуковыми колонкалеи. В примере Бресггорагп Оегпо демонстрируется построение спектрограммы реального звукового сигнала. Окно этого примера показано нв рис.
4Д9. Оригинальным в этом примере является проигрыватель звукового сигнала. При его пуске можно наблюдать перелеещенис линий на осциллограммах и на спектрограмме, соответствующих текущему времени. Таким образом можно получить представление о связи между сигналом в текущий момент времени и соответствующим участком спектрограм мы. '~.'яме~ иаг ~аа,ГЕ4 и~ и °,' Х еи ге.:+ 559 ; С ~~я е 5 1еы\»155 7.иеы15 25 .и е гем 1 651$ Еве ЕЕЕ 555 515 ЕИ Еа ЕЛ ЕИ 555 ЕЕЕ 515 Ъ .ееи я 5152 ев иае|ж иае )'аа иа )>й Рис.
4Д9. Демонстрация построения сиекгрограимь1 рсааьио1о звукового сигнала Пара примеров дана в разделе Ойгег (Другие примеры). Олин из них — деиоистрацня модуляции уже был описан — см. рнс. 4Д. 4.2.5. Пример проектирования полосового фильтра На рнс. 4.20 представлен олин из сландов демонстращюнного примера на проектирование полосовых феел'втрое, Этот слайд показывает построение на олном графике АЧХ трех зивов фильтров, что позволяет вьшолннть их наглядное сравнение. Работа с окном демонстращюнных примеров подробно описывалась в книгах ло системе МАТ) АВ, да и очевилна с первого взгляла.
В принципе достаточно 55ажимать кнопку Иехг для просмотра слайдов вручи>ю или нажать кнопку Ац1оР)ау дая автоматического просмотра подряд всех слайдов. Глава 4. Специальные средства обработки сигналов 2.52 рм мс реь ь ! Рось рессор нвр Рие! Робов арсе оо й О.б ог о О м ]оо во но гбо зоа зм еаа ем он Р(е>реису (На Р 11 Осе е О !1 р О*!! .ОСЬ«М.Ь Ь.
Ер =- 141Е! Сь ! ! ееьео [ее]* ]ье! Оо ео> б х ! р и !ь* 1* р Н 4 рее*Ьео-(4 6]. РР1 = 1. [аь.оь] ье!1 (е. р е ь о> ([Ь.ос] Ь Ьу1П!. !' РР1е, ! Ь 1], Рис. 4.20. Сравнение ЛЧХ трех лолосооых Фильтров 4.2.6. Интерактивное проектирование ФНЧ )зругой демонстрационный пример в окне Оешох дает средства интрракп[ивного проекп]ирования ФНЧ.
ФНЧ являются краеугольным камнем в теории фильтрации, поскольку могут быть легко преобразованы и фильтры другого типа— множество Функций для таких преобразований было описано выше в данной главе. Этот пример можно также вызвать из колшндной строки. Исполнение данного примера идет в ОЫ-окне, показанном на рнс. 4.2!. Здесь пало обратить особое внимание на представление в окне показа АЧХ границ неравномерности АЧХ как в полосе пропускания. так и в полосе задержания фильтра, которые могут перемещаться мышью, что немедлеюю ведет к перестройке фильтра выбранного типа.
Эти линии имеют зеленый[ цвет и увелнченнук> толщину. В правой части окна проектирования ФНЧ имеются средства выбора типа фильтра (7 типов) и установки его параметров. В поле выбора порядка фильтра сеть возможность задать опцию автоматического выбора (Ап[о) и ручной установки (Бе[) порядка фильтра. Это позволяет по заслугам оценить возможности авюмвтического проектирования оптимальных ФНЧ под заданные параметры АЧХ.
Имеется также возможность детального просмотра всей АЧХ или областей пропускания и задержания. Трудно переоценить возможности применения этого примера в обучении теории фильтров. 4.2.7. Деолонстрацив работы фильтра Савино(ОгΠ— Голеи Один из демонстрационных примеров поясняет применение фильтра Савицкого — Голея для очистки от шума сложного сигнала — рис. 4.22. 4.2.
Демонспграционньге примеры на основе С'гД г5З 'омваггагвио оси виемиг ,е :ог;,!но '- -то о',:. Иаг-;- вов,:,'зоо -:. иве ' ыо: -ав".„тоо; аи, ооо, иоо' Рис. 4.21. Интерактивное проекзирование ФНЧ различного типа (на примере фильтра Ремеза) нв' оег.'увн вииг' тмао.вопли. иив -'. '"' 1ооФ я й1 М":А .гг::Р 1.Ф.зо'.6, .' о Рис.
4.12. Демонстрация применения фильтра Савицкого — Голая для очистки сложного сипоала от шума Глава 4. Специальные средства обработки сигналов В окне этого примера с помощью ползункового регулятора можно задать уровень шума, маскирующего сигнал, а также параметры фильтра Савицкого — Голея— порядок полинома передаточной характерисгнки фильтра к и размер кадра Г.
При этом можно наблюдать зашумленный сигнал, сигнал после фильтрации и почти идеальный сигнал без шума. Это позволяет ншлядно оценить степень фильтрации. 4.2.8. Демонстрация изменений АЧХ секционных фильтров второго порядка Еще один интересный пример демонстрирует в трехмерном пространстве изменение АЧХ секционных фильтров при изменении количества секций второю порялка — рис. 4.23.
ии:ва вин нхаи тьан хавин ихь С ъа са ьяеа и «ь аьам ваняыамна гияхевсу 1 в Рис. 4.23. Лсмонстрания изменения АЧХ сскнионных фильтров в зависимости ст числа свиний второго порядка С помощью ползунка снизу окна можно вьщслить одну из кривых АЧХ цветом. Пример дает наглядное предсгавление о формировании АЧХ с приближающимся к прямоугольному виду видом при увеличении числа секшгй и общего порядка фильтров. 4.3. Визуально-ориентированное проектирование фильтров 4.3.1.
Проектировщик/анализатор фильтров — 1оаФоо! Мощные средства для интерактивного конструирования фильтров дает проектировгцик/анализатор фильтров, вызываемый из командной строки » Есагсс1 4.3. Визртьтьно-ориентированное проектирование филынров 255 Он открывает окно (рис. 4.24) с множеством полей и иных деталей интерфейса для выбора типа фильтра и его параметров. а также выбора средств визуализации проектирования Фильтров. ;з .:,' " 'Щхл гзе еаа мвваз тиат|з нт авалов не1р (О ав ы й (! ! "т ! тв Р 'л р( ! (."):Гл ез ы и ~ 4 ш - 3н и О и (л ! и: 6 Г мазза лзонаан гав зф 3ь Рис.
4.24. Окно проектировгиика/анализатора фильтров прн заланин тина филыра и ого ванных В новой версии пакета Яапа! Ргосевайтй Тоо!Ьох б.! окно проектировщика/анализатора фильтров дополнено кнопками установки режимов проектирования, расположенными в левой нижней части окна: ° ТгапаГопв БИег — преобразование фильтра: ° Ве! Оцапйа!!оп Рагаптегегл — установка параметров ()-фильтрош ° Кеа!ие Моде! — вывод параметров реализации фильтра: ° !гпрог( Р!!!ег го ЖогкЯрасе — импорт Фильтра в рабочее пространство МАТЮКАВ; ° Оеа!яп Г!!гег — запуск проектировщика фильтров. На рис.
4.24 показан вид окна при выборе проектирования полосового эллиптического фильтра. В окне просмотра (его вид устанавливается наглядными кнопками в панели инструзнентов) представлены зоны допусков АЧХ с указанием нх названий (естественно, на английском языке). Читатель, одолевший главу 2 данной книги, вряд ли встретится с трудностями уствговки заданных параметров Фильтров. поскольку они уже были подробно описаны. После задания типа фильтра и его параметров достаточно нажать кнопку ()еа(дп Е!!!ег (Конструирование Фильтра) лля того, чтобы запустить программное конструирование фильтра под заланные параметры.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
