Главная » Просмотр файлов » Мысловский Э.В. Цифровые сигнальные процесссоры (2003)

Мысловский Э.В. Цифровые сигнальные процесссоры (2003) (1264219), страница 16

Файл №1264219 Мысловский Э.В. Цифровые сигнальные процесссоры (2003) (Мысловский Э.В. Цифровые сигнальные процесссоры (2003)) 16 страницаМысловский Э.В. Цифровые сигнальные процесссоры (2003) (1264219) страница 162021-07-29СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 16)

Наличие более высокочастотных сигналов (ωτ>120)приводит к появлению паразитных низкочастотных составляющих, отсутствующих вовходном колебании (эффект наложения). Поэтому цифровому фильтру долженпредшествовать аналоговый режектор.В примере приведена программа трансверсального КИХ – фильтраЗадание:1.Разработайте программу полосового КИХ-фильтра с полосой пропускания109от 20Гц до 10кГц.2.Разработайте программу режекторного КИХ-фильтра с полосой задержки от5кГц до 15кГц.3.Измерить время выполнения программы, приведенной в примере, иколичество MIPS, которые занимает эта программа.4.Оформить отчет.110Лабораторная работа №3 «Реализация БИХ - фильтра на языке С»Цель работы:Освоение средств языка С для разработки ПО для ЦСПТеоретическое введение:БИХ фильтром или рекурсивным фильтром называется фильтр, осуществляющийвзвешенное суммирование ряда отсчетов входного сигнала и взвешенное суммированиевыходных отсчетов:yi=a0xi+a1xi-1+...+anxi.n+ b0yi+b1yi-1+...+bmyi.mТаким образом, рекурсивный фильтр - это фильтр с бесконечной импульснойхарактеристикой {hk}.Структура фильтра изображена на рис.

6.2.xa0Z-1Z-1Z-1+a1yb0b1a2...b2...anbmZ-1Z-1Z-1Рис. 6.2. Структура БИХ-фильтраОсновными элементами фильтра служат устройства задержки отсчетныхзначений на один интервал дискретизации (Z-1), а также масштабные звенья,выполняющиевцифровойформеоперацииумножениянасоответствующиекоэффициенты.С выходов масштабных звеньев сигналы поступают на сумматор, на выходекоторого образуется отсчет выходного сигнала.В примере приведена программа рекурсивного БИХ - фильтра111Поскольку использование языков высокого уровня позволяет ускорить разработкупрограмм, а так же обеспечивает многоплатформенность (на уровне исходного кода),автор рекомендует, как можно более активно использовать в разработках языки высокогоуровня.Задание:1.Написать и отладить на языке С программу полосового БИХ - фильтра сполосой пропускания от 20Гц до 10кГц.2.Написать и отладить на языке С программу режекторного БИХ - фильтра сполосой задержки от 5 кГц до 15кГц.3.Измерить время выполнения программы, приведенной в примере, иколичество MIPS, которые занимает эта программа4.Оформить отчет112Лабораторная работа №4 «Быстрое преобразование Фурье»Цель работы:Практическое изучение основ спектрального анализаТеоретическое введение:Операция скремблирования (инвертирования бит) широко используется впрограммах вычисления быстрого преобразования Фурье (БПФ).Математическая постановка задачи.Выражение для преобразования Фурье имеет следующий вид:Дискретное преобразование Фурье (ДПФ) ориентировано на дискретные илицифровые вычисления при дискретизации по времени и частоте.

Оно ограниченовычислениями в конечном множестве дискретных точек, представляющих данные, иобразуется квантованием временных t и w, отсюда:Прямая оценка ДПФ требует большой вычислительной мощности, длякомплексных величин:113Отсюда следует, что прямая оценка ДПФ требует 4N2 умножений и примерностолько же сложений. В этой оценке игнорируются вычисления, включающие синус икосинус, которые вычисляются особо, причем вычисление может быть выполненозаранее. Данную постановку задачи можно изложить в матричном виде, более близком креализации в режиме распараллеливания вычислений:Постановка задачи в матричной формеДана матрица w размерности NxN вида:Очевидно, она симметричная в силу свойств экспоненты.Дискретным преобразованием Фурье комплексного вектора а будет комплексныйвектор b вида: b = wa илиИными словами, операция вычисления ДПФ вектора сводится к нахождениюпроизведения матрицы на вектор в комплексной области. Значит, в наиболее простомслучае это вычисление может производиться однослойной адаптивной нейросети,содержащей 2n нейронов с входами каждый.Нейронная модельПредпосылками эффективного приложения параллельных алгоритмов длявычисления являются [16]:•полная адекватность алгоритма ДПФ нейробазису, (в данном случаеалгоритм содержит только операции сложения и умножения);•выполнение на нейронных сетях операций умножения и сложения заодинаковое время (это один из тезисов построения нейронных алгоритмов), что позволяетобойтись без декомпозиции алгоритма типа БПФ и позволяет вычислять ДПФ любой114размерности;•ДПФ является одной из базовых операций во многих задачах обработкисигналов и может использоваться в силу своей адекватности нейронному базису дляпостроения универсального нейрокомпьютера для обработки сигналов (сжатия идекодирования информации и др.).Классическим вариантом использования параллельных нейросетевых алгоритмовдля вычисления спектра является использование нейросети с нейронами типа «Адалин»(adaptive linear neuron - адаптивная модель нейрона) для реализации дискретногопреобразования Фурье.

Адалин представляет собой единичный многовходовой нейрон безнелинейного преобразования (функции активации) с контуром настройки весовыхкоэффициентов, изображенный на рис. 1.Рисунок 1. Структурная схема нейрона типа «Адалин»Адаптивный подбор весовых коэффициентов осуществляется в процессеминимизации квадратичной ошибки, определяемой по формуле (11).Алгоритмы обучения нейросети типа «Адалин»В связи с выполнением условия непрерывности целевой функции (11) сталовозможным применение алгоритма градиентного обучения.Возьмем в качестве критерия оптимизации минимум среднеквадратическойошибки.115функционал оптимизации будет иметь вид: F = {e}2(U).Далее, записав градиентную обучающую процедуру для обучения весовыхкоэффициентов Адалина:Из (12) и (13) следует, что:Недостатком приведенной структуры с точки зрения практической реализацииявляется отсутствие фиксированной разомкнутой системы, производящей вычислениедискретного преобразования Фурье любого заданного вектора за фиксированное числотактов.

Для каждого вектора происходит свой процесс настройки. Время обученияопределяется начальными значениями весов и динамикой процесса минимизациисреднеквадратической ошибки. Число итераций в общем случае можно лишь оценить сразличной степенью достоверности.Полученные в ходе моделирования оценки спектров отдельных типовых сигналовпозволяют сформировать набор векторов вход-выход, который в дальнейшем может бытьиспользован, как для обучения (в данном случае реализации для ДПФ нейроалгоритма),так и для последующего контроля правильности (адекватности) созданной уточненнойпрограммной модели.Полученные в ходе моделирования оценки спектров отдельных типовых сигналовпозволяют сформировать набор векторов вход-выход, который в дальнейшем может бытьиспользован, как для обучения (в данном случае реализации для ДПФ нейроалгоритма),так и для последующего контроля правильности (адекватности) созданной уточненнойпрограммной модели.

Проведение начального моделирования на базе типовых пакетовпозволяет лучше понять алгоритм функционирования, его суть и качественно оценитьзависимость между входными и выходными параметрами. Переход к построению116программной модели позволяет полностью отработать алгоритмический базис (всевычислительные процедуры создаются внутри модели) и оценить числовые погрешности,что достигается переводом всех данные в модели в определённую разрядную сетку.

Еслиошибка оказывается несущественной, т.е. сигнал не будет пересекать границу принятиярешения, разрядности выбраны правильно, в противном случае их следует пересмотреть.Программная модель, разработана на языке C++, включает три компонента:fft.h - комплект функций, реализующих ДПФ.module.h - комплект функций визуализации.nfft.cpp - основной модуль модели.input.sig - входной векторoutput.sig - выходной векторЛистинг программной модели представлен в таблице 1.117118119120121122Задание:1.Измерить время выполнения программы, приведенной в примере, иколичество MIPS, которые занимает эта программа.2.Написать и отладить на языке С программу БПФ.3.Оформить отчет123Приложение1. Порядок проведения лабораторных работ1.Получить у преподавателя номера выполняемых работ и номер.2.Подключить EZ-KIT к COM-порту компьютера3.Подключить разъем питания4.Нажать клавишу Reset5.По листингу приведенному в каждой лабораторной работе разработатьблок-схему реализуемого алгоритма6.Ввести и отладить программу, приведенную в листинге7.Оценить результаты работы программы (для работ №№1-3 оценкаосуществляется путем просмотра соответствующих регистров, для работ №№4-5 оценкапроизводится по векторам, которые необходимо получить у преподавателя)8.Отключить EZ-KIT от компьютера9.Отключить питание EZ-K.IT10.Оформить отчет2.

Характеристики

Список файлов книги

Свежие статьи
Популярно сейчас
А знаете ли Вы, что из года в год задания практически не меняются? Математика, преподаваемая в учебных заведениях, никак не менялась минимум 30 лет. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6451
Авторов
на СтудИзбе
305
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее