THIẾT KẾ BỘ LỌC BẬC THANG THEO CẤU TRÚC FIR BẰNG PHƯƠNG PHÁP CỬA SỔ

TIỂU LUẬN XỬ LÝ TÍN HIỆU SỐ ĐỀ TÀI THIẾT KẾ BỘ LỌC BẬC THANG THEO CẤU TRÚC FIR BẰNG PHƯƠNG PHÁP CỬA SỔ GIẢNG VIÊN HD: TS. NGÔ VĂN SỸ HỌC VIÊN TH : Huỳnh Văn Minh LỚP : TỰ ĐỘNG HOÁ 2011 n CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BỘ LỌC SỐ n CHƯƠNG 2: TỔNG HỢP BỘ LỌC SỐ FIR PHA TUYẾN TÍNH n CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG BÀI TOÁN THIẾT KẾ

GIẢNG VIÊN HD: TS NGÔ VĂN SỸ

HỌC VIÊN TH : Hu nh V n Minh ỳnh Văn Minh ăn Minh

LỚP : TỰ ĐỘNG HOÁ 2011

TOÅNG QUAN

TỔNG QUAN VỀ BỘ LỌC SỐ

 Bộ lọc số lý tưởng

 Bộ lọc số thực tế

 Phân tích bộ lọc Fir có pha tuyến tính

BỘ LỌC SỐ LÝ TƯỞNG

Bộ lọc thông cao lý tưởng

 Có đặc tính biên độ

Bộ lọc thông cao lý tưởng

 Có đặc tính tần số

 Có đặc tính xung

BỘ LỌC THÔNG THẤP LÝ TƯỞNG

BỘ LỌC THÔNG THẤP LÝ TƯỞNG

n

lp

j lp

2

1 H

h lp j n

2 1

Bộ lọc số thực tế

 Đặc tính biên độ tần số

Bộ lọc số thực tế

 Loại bộ lọc: thông thấp, thông cao, thông dải,

 Tần số giới hạn dải thông  p

 Tần số giới hạn dải chặn  s

 Độ rộng dải quá độ: 

 Độ gợn sóng dải thông:  1 Trong dải thông:

 Độ gợn sóng dải chắn:  2 Trong dải chắn:

Phân tích bộ lọc số FIR pha tuyến tính

Phân tích bộ lọc số FIR pha tuyến tính

 Đặc tính xung của các bộ lọc FIR pha tuyến tính

Phân tích bộ lọc số FIR pha tuyến tính

 Đặc tính tần số của các bộ lọc FIR pha tuyến tính

Phân tích bộ lọc số FIR pha tuyến tính

 Bộ lọc thông thấp thích hợp với bộ lọc FIR loại 1 và 2

 Bộ lọc thông cao thích hợp với bộ lọc FIR loại 1 và 4

 Bộ lọc thông dải thích hợp với bộ lọc FIR loại 1,2,3 và 4

 Bộ lọc chắn dải thích hợp với bộ lọc FIR loại 1

Tổng hợp bộ lọc số FIR pha tuyến tính

 Tổng hợp và thực hiện bộ lọc số

 Phương pháp tối ưu cân bằng gợn sóng

Tổng hợp và thực hiện bộ lọc số

 Các bước tổng hợp và thực hiện bộ lọc số

 Nội dung bài toán tổng hợp bộ lọc số

 Yêu cầu tổng hợp bộ lọc số

Các bước tổng hợp và thực hiện bộ lọc số

 Lượng tử hóa và mã hóa các hệ số của bộ lọc

thành các từ mã có độ dài bằng số bit của tín

hiệu số

 Mô phỏng bộ lọc đã được tổng hợp trên máy

tính để kiểm tra các đặc tính của bộ lọc theo các chỉ tiêu kỹ thuật đã cho và tối ưu hóa lần cuối các tham số của bộ lọc

Nội dung bài toán tổng hợp bộ lọc số

 Dạng của bộ lọc: thông thấp, thông cao,

thông cao hay chắn dải

 Tần số giới hạn dải quá độ p

 Tần số giới hạn dải chặn s hay độ rộng

dải quá độ sp

Nội dung bài toán tổng hợp bộ lọc số

 Độ nhấp nhô của đặc tính biên độ tần số trong dải thông

 Độ nhấp nhô của đặc tính biên độ tần số trong dải chắn

j

e

Yêu cầu tổng hợp bộ lọc số

 Bộ lọc số được tổng hợp phải có đặc tính

biên độ tần số thỏa mãn tất cả các chỉ tiêu kỹ thuật đã cho, với bậc nhỏ nhất

và cấu trúc đơn giản nhất có thể



Các phương pháp tổng hợp

 Phương pháp cửa sổ

 Phương pháp lấy mẫu tần số

 Phương pháp lặp tối ưu

Phương pháp cửa sổ

 Các hàm cửa sổ

WR =

0 với mọi chổ khác

Phương pháp cửa sổ

 Các hàm cửa sổ

W R (n)cos với│n│ < ( N-1)/2 =

0 ở mọi chỗ khác

Các bước chính của phương pháp cửa sổ

 Chọn dạng cửa sổ và chiều dài N của cửa sổ

 Chọn loại bộ lọc lý tưởng có đáp ứng xung h(n)

 Nhân cửa sổ W(n)N với h(n) để được hd(n)

của bộ lọc thực tế

 Thử lại trong miền tần số xem có thoả mãn 4 chỉ tiêu kỹ thuật đặt ra hay không

Mô phỏng bài toán thiết kế trên Matlab

 1 CH ƯƠNG TRÌNH NGUỒN NG TRÌNH NGU N ỒN

 %thiết kế bộ lọc bậc thang theo cấu trúc FIR

 w1 = 0; w2 = 0.3*pi; delta1 = 0.01;

 w3 = 0.4*pi; w4 = 0.7*pi; delta2 = 0.005;

 w5 = 0.8*pi; w6 = pi; delta3 = 0.001;

 weights = [delta3/delta1 delta3/delta2 1]

 delta_f = min((w3-w2)/(2*pi),(w5-w3)/(2*pi))

 M = ceil((-20*log10(sqrt(delta1*delta2))-

13)/(14.6*delta_f)+1)

Mô phỏng bài toán thiết kế trên Matlab

 f = [0 w2/pi w3/pi w4/pi w5/pi 1]

Mô phỏng bài toán thiết kế trên Matlab

 subplot(2,2,2);plot(w/pi,db);title('BIEN DO,dB');

 axis([0,1,-80,10]); xlabel('Tan so, w/pi');

 ylabel('Decibels')

 subplot(2,2,3);plot(w/pi,mag);title('BIEN DO');

 axis([0 1.2 0 1]); xlabel('Tan so, w/pi');

Mô phỏng bài toán thiết kế trên Matlab

Mô phỏng bài toán thiết kế trên Matlab

 Kết quả chạy chương trình

XIN CẢM ƠN RẤT NHIỀU