BÁO CÁO THỰC TẬP CHUYÊN ĐỀ BÀI 9: BỘ LỌC SỐ Thí nghiệm bộ lọc FIR Lý thuyết Yêu cầu 1: THỰC HÀNH Bộ lọc notch sử dụng FIR bậc 2 1.Sử dụng CH0 và CH1 để quan sát đầu vào và đầu ra của hệ thống: Các hệ số được đặt bởi Lab 14 SIGEx SFP là: b0 = 1; b1 = 1.3; b2 = 0.902 MÁY PHÁT PULSECLK: 10 kHz, Chu kỳ nhiệm vụ = 0,5 (50%) MÁY PHÁT CHỨC NĂNG: 1000 Hz; 4Vpp, Sinewave DAO ĐỘNG KÝ: Timebase 4ms; Đồng bộ sườn tăng trên CH0; Mức đồng bộ = 0V. 1. Sử dụng CH0 và CH1 để quan sát tín hiệu đầu vào và đầu ra tương ứng. Kiểm tra xem khoảng thời gian giữa các mẫu có phù hợp với tần số xung nhịp không. Có phù hợp Yêu cầu 8: Để giảm tần số notch thì cần giảm b1 (Phần trước). Quan sát f+g trên màn hình FFT:
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI CÔNG NGHỆ -🙞🙞🙞🙞🙞 - BÁO CÁO THỰC TẬP CHUYÊN ĐỀ BÀI 9: BỘ LỌC SỐ Giảng viên: Sinh viên: MSVV: Thí nghiệm lọc FIR Lý thuyết Yêu cầu 1: Ta có: H ( w )=b0 +b e− jTw +b2 e− j Tw Với T=1s, b0 = 1, b1 = -1.3, b2 = 0.9025 ta có: H ( w )=1−1.3 e− jw +0.9025 e− j w Đáp ứng biên độ khoảng w = [0,2pi] là: Có thể thấy vùng trũng w = 1.3pi rad/s Yêu cầu 2: Ta có hàm truyền H(z) sau: H ( z )=1−1.3 z−1 +0.9025 z−2 Giá trị điểm là: z 1=0.95 e j 0.26 π z 2=0.95 e− j0.26 π Khi đó, đáp ứng biên độ lẽ jω ¿ H ( ω ) ∨¿ e −e jω ( 0.95 e− j 0.26 π + 0.95 e j 0.26 π )+ 0.952 Đáp ứng pha là: THỰC HÀNH Bộ lọc notch sử dụng FIR bậc 1.Sử dụng CH0 CH1 để quan sát đầu vào đầu hệ thống: - Các hệ số đặt Lab 14 SIGEx SFP là: b0 = 1; b1 = -1.3; b2 = 0.902 - MÁY PHÁT PULSE/CLK: 10 kHz, Chu kỳ nhiệm vụ = 0,5 (50%) MÁY PHÁT CHỨC NĂNG: 1000 Hz; 4Vpp, Sinewave DAO ĐỘNG KÝ: Timebase 4ms; Đồng sườn tăng CH0; Mức đồng = 0V Sử dụng CH0 CH1 để quan sát tín hiệu đầu vào đầu tương ứng Kiểm tra xem khoảng thời gian mẫu có phù hợp với tần số xung nhịp khơng Có phù hợp 2.Đo vẽ đáp ứng biên độ khoảng tần số từ 300 Hz đến 3kHz cách sử dụng MÁY PHÁT CHỨC NĂNG để thay đổi tần số tín hiệu lối vào +300Hz + 500Hz + 1000Hz + 2000Hz + 2500Hz + 3000Hz Đáp ứng tần số sau: + Khẳng định lại đáp ứng biên độ có dải chặn (notch) sâu Đúng + Đo tần số notch độ sâu so với giá trị DC: Tần số notch:0.26 π (rad / s) {Độ sâu so với giátrị DC : 0.5/1 V + Đo thời gian trễ lối so với lối vào số tần số quan tâm - Với giá trị b0, b1, b2 nhập trên, vẽ điểm không lọc mặt phẳng z (các điểm không nên nằm nửa mặt phẳng bên phải vòng tròn đơn vị) z1 = 0.6500 + 0.6925i z2 = 0.6500 - 0.6925i - - Xác minh tần số notch phù hợp với vị trí điểm zeros: H ( z )=1−1.3 z−1 +0.902 z −2 z=0.65+ 0.69i=0.95 e j 0.26 π → ω=0.26 π Đúng với tần số notch Giảm hệ số b1 quan sát tượng Tìm tần số notch + b1 = -0.5 z 1=0.2500+0.9162 iz 2=0.2500−0.9162i + Đáp ứng tần số với notch f notch =0.42 π + b1 = -1.8 z 1=0.9000+0.3033 iz 2=0.9000−0.3033 i +Đáp ứng tần số với f notch =0.12 π Mối liên hệ b1 F_notch là: F_notch phụ thuộc vào điểm mà điểm lại phụ thuộc vào hệ số b1 F_notch phụ thuộc vào b1 thơng qua việc tìm điểm Sử dụng lọc notch để loại bỏ nhiễu Yêu cầu 7: Quan sát tín hiệu f+g triệu f2 f_notch = 1.3kHz Yêu cầu 8: Để giảm tần số notch cần giảm b1 (Phần trước) Quan sát f+g hình FFT: - Chuyển tử Lab 14 TAB sang PZ PLOT TAB SFP (hình 3.3) Điều chỉnh b1 quan sát di chuyển điểm khơng Từ vị trí điểm khơng, giải thích tần số notch Trên PZ PLOT TAB, tính tần số notch cách nhập tần số clock POLEZERO PLOT đồ thị thiết yếu để diễn giải đáp ứng tần số cấu trúc b1 tăng Yêu cầu 10: Giá trị b1, để đạt mức suy giảm cực đại thành phần tần số thấp so với thành phần tần số cao? Các giá trị biên độ bao nhiêu? (b 1=2) Yêu cầu 11: LPF TUNEABLE làm suy giảm thành phần tín hiệu "sạch"? Suy giảm tần số cao nhiễu tín hiệu “sạch” - Làm tín hiệu II-BỘ LỌC IIR LÝ THUYẾT Yêu cầu 1: Xét hệ thống phản hồi bậc biểu diễn hình Chỉ phương trình sai phân liên quan đầu vào u[nT] đầu x0[nT] hệ thống biểu diễn (Eqn1) Với đầu vào u[nT] = e jnTw , đáp ứng tần số cho phương trình (Eqn2): Yêu cầu 2: Tính biểu thức tổng quát |x0/u| hàm w x0 = jω u 1−1.6 e +0.902− j ω Yêu cầu 3: Thay "exp (jTw)" ký hiệu "z" kết biểu diễn (Eqn 3) H (z )= z −1.6 z +0.902 Các điểm cực { p1=0.8+ 0.5i p 2=0.8−0.5 i THỰC HÀNH Phần 1: IIR bậc hai feedforward Các thơng số cài đặt gồm: ADDER GAIN: a = 1; a = 1,6; a = -0,902 MÁY PHÁT PULSE: 20kHz, CYTY DUTY = 0,5 (50%) MÁY PHÁT HÀM CHỨC NĂNG: chọn Sinewave, FREQUENCY = 1k; Biên độ = 2V pp DAO ĐỘNG KÝ: Timebase = 4ms, Đồng tín hiệu đầu vào, Mức đồng = 0V Yêu cầu 10: Tính điểm cực tương ứng với giá trị Đo vẽ đáp ứng biên độ lối cộng phản hồi Ghi lại tần số cộng hưởng băng thông Sử dụng điểm cực để dự báo đồ họa tham số này, so sánh với kết đo Các điểm cực: { p1=0.8+ 0.5i p 2=0.8−0.5 i Tần số cộng hưởng băng thông: =1000 Hz {BW f=990 →1100 Hz ch Yêu cầu 11: Giảm |a1| lượng nhỏ (khoảng 5-10%) đo thay đổi tần số cộng hưởng băng thông Ước lượng di chuyển điểm cực Kết có mong đợi không? Kết mong đợi Yêu cầu 12: Lặp lại từ đầu thực nghiệm, giảm 5% a2 So sánh ảnh hưởng việc thay đổi a1 a2 Tham số ảnh hưởng đến việc điều chỉnh tần số cộng hưởng? Yêu cầu 13: Cho a1 không thay đổi, tăng dần a2 quan sát thu hẹp cộng hưởng Tiếp tục thấy dấu hiệu không ổn định Tại thời điểm đó, loại bỏ tín hiệu đầu vào quan sát đầu (nếu cần, tăng a2 thêm chút) Tín hiệu có phải hình sin? Đo ghi lại tần số Đo a2 Tính tốn vẽ vị trí điểm cực Đặc biệt lưu ý xem điểm cực hay ngồi vịng trịn đơn vị Hz {af =50 =−0.8 Vị trí điểm cực với a_2 = -0.8 điểm cực nằm đường trịn đơn vị hệ thống khơng ổn định Yêu cầu 14: Mô tả ảnh hưởng lên đáp ứng biên độ a2 giảm a2=-0.902 a2=-1.2 Khi a2 giảm biên độ đáp ứng tần số cắt giảm Kết thúc