Báo cáo xử lí Tín Hiệu Số Thiết kế bộ lọc số IIR bằng Matlab. Cho ví dụ và minh họa trong Matlab

Báo cáo x lí Tín Hi u ử ệ Báo cáo x lí Tín Hi u ử ệ Số Số Đ tài : Thi t k b l c s IIR b ng ề ế ế ộ ọ ố ằ Đ tài : Thi t k b l c s IIR b ng ề ế ế ộ ọ ố ằ Matlab. Cho ví d và minh h a trong ụ ọ Matlab. Cho ví d và minh h a trong ụ ọ Matlab Matlab GVHD: Lê Th Minh Thúyị GVHD: Lê Th Minh Thúyị Nhóm th c hi n: 1. Bùi Thành Namự ệ Nhóm th c hi n: 1. Bùi Thành Namự ệ 2. Phan Th Ch ngị ươ 2. Phan Th Ch ngị ươ 3. Ph m Ng c Th ngạ ọ ắ 3. Ph m Ng c Th ngạ ọ ắ 4. Nguy n H ng Linhễ ồ 4. Nguy n H ng Linhễ ồ I. Tìm hi u v IIRể ề I. Tìm hi u v IIRể ề  IIR fillter là vi t t t c a Infinite Impulse ế ắ ủ IIR fillter là vi t t t c a Infinite Impulse ế ắ ủ Response Fillter nghĩa là B l c s có đáp ng ộ ọ ố ứ Response Fillter nghĩa là B l c s có đáp ng ộ ọ ố ứ xung chi u dài vô h n. ề ạ xung chi u dài vô h n. ề ạ  IIR IIR là một tài sản của hệ thống xử lý tín hiệu là một tài sản của hệ thống xử lý tín hiệu . . . Hệ . Hệ thống với tài sản này được gọi là hệ thống IIR hay, khi thống với tài sản này được gọi là hệ thống IIR hay, khi giao dịch với hệ thống lọc, như các bộ lọc IIR. giao dịch với hệ thống lọc, như các bộ lọc IIR.  IIR hệ thống có một chức năng đáp ứng xung đó là khác IIR hệ thống có một chức năng đáp ứng xung đó là khác không trên một chiều dài vô hạn của thời gian. Điều này không trên một chiều dài vô hạn của thời gian. Điều này trái ngược để đáp ứng xung hữu hạn (FIR) bộ lọc, trong trái ngược để đáp ứng xung hữu hạn (FIR) bộ lọc, trong đó có câu trả lời xung thời gian cố định. đó có câu trả lời xung thời gian cố định.  Các bộ lọc IIR tương tự đơn giản là một bộ lọc RC tạo Các bộ lọc IIR tương tự đơn giản là một bộ lọc RC tạo thành một điện trở đơn (R) ăn vào một nút chia sẻ với thành một điện trở đơn (R) ăn vào một nút chia sẻ với một tụ điện duy nhất (C). Bộ lọc này có đáp ứng xung một tụ điện duy nhất (C). Bộ lọc này có đáp ứng xung mũ đặc trưng bởi một thời gian RC không đổi. mũ đặc trưng bởi một thời gian RC không đổi.  B B ộ lọc IIR có thể được thực hiện như hai ộ lọc IIR có thể được thực hiện như hai bộ lọc tương tự hoặc kỹ thuật số. Trong bộ lọc tương tự hoặc kỹ thuật số. Trong các bộ lọc IIR kỹ thuật số, các thông tin các bộ lọc IIR kỹ thuật số, các thông tin phản hồi đầu ra là ngay lập tức rõ ràng phản hồi đầu ra là ngay lập tức rõ ràng trong các phương trình xác định đầu ra. trong các phương trình xác định đầu ra. Lưu ý rằng không giống như với các bộ Lưu ý rằng không giống như với các bộ lọc FIR, trong việc thiết kế bộ lọc IIR cần lọc FIR, trong việc thiết kế bộ lọc IIR cần xem xét cẩn thận "thời gian không" trường xem xét cẩn thận "thời gian không" trường hợp trong đó kết quả đầu ra của bộ lọc hợp trong đó kết quả đầu ra của bộ lọc chưa được xác định rõ ràng chưa được xác định rõ ràng . .  Thiết kế bộ lọc IIR kỹ thuật số là phụ thuộc Thiết kế bộ lọc IIR kỹ thuật số là phụ thuộc nhiều vào các đối tác tương tự của họ bởi nhiều vào các đối tác tương tự của họ bởi vì có rất nhiều tài nguyên, công trình và vì có rất nhiều tài nguyên, công trình và phương pháp thiết kế đơn giản về thiết kế phương pháp thiết kế đơn giản về thiết kế tương tự phản hồi lọc trong khi có bất kỳ tương tự phản hồi lọc trong khi có bất kỳ khó cho các bộ lọc IIR kỹ thuật số. khó cho các bộ lọc IIR kỹ thuật số.  Kết quả là, thông thường, khi một IIR lọc kỹ Kết quả là, thông thường, khi một IIR lọc kỹ thuật số sẽ được thực hiện, một bộ lọc tương tự thuật số sẽ được thực hiện, một bộ lọc tương tự (ví dụ như Chebyshev bộ lọc, bộ lọc (ví dụ như Chebyshev bộ lọc, bộ lọc Butterworth, Elliptic lọc) là thiết kế đầu tiên và Butterworth, Elliptic lọc) là thiết kế đầu tiên và sau đó được chuyển thành một bộ lọc kỹ thuật sau đó được chuyển thành một bộ lọc kỹ thuật số bằng các kỹ thuật phân rời áp dụng như số bằng các kỹ thuật phân rời áp dụng như chuyển đổi song tuyến tính hoặc xung bất biến. chuyển đổi song tuyến tính hoặc xung bất biến.  B B ộ lọc IIR bao gồm các Chebyshev bộ lọc, bộ ộ lọc IIR bao gồm các Chebyshev bộ lọc, bộ lọc Butterworth và lọc Bessel. lọc Butterworth và lọc Bessel.  Xem xét rằng trong hầu hết các thiết kế bộ Xem xét rằng trong hầu hết các thiết kế bộ lọc IIR hệ số \ a_0 là 1, hàm truyền lọc IIR lọc IIR hệ số \ a_0 là 1, hàm truyền lọc IIR có dạng truyền thống hơn: có dạng truyền thống hơn: \ Begin {align} H (z) & = \ frac {\ sum_ {i \ Begin {align} H (z) & = \ frac {\ sum_ {i = 0} ^ P b_ {i} z ^ {-i}} {1 \ sum_ {= 1} ^ j Q = 0} ^ P b_ {i} z ^ {-i}} {1 \ sum_ {= 1} ^ j Q A_ {j} z ^ {-k}} \ end {align} A_ {j} z ^ {-k}} \ end {align}  B B ộ lọc IIR đôi khi được ưa thích hơn ộ lọc IIR đôi khi được ưa thích hơn các bộ lọc FIR vì một IIR lọc có thể các bộ lọc FIR vì một IIR lọc có thể đạt được một vùng chuyển tiếp rõ đạt được một vùng chuyển tiếp rõ ràng hơn, roll-off hơn so với bộ lọc ràng hơn, roll-off hơn so với bộ lọc FIR của cùng một thứ tự. FIR của cùng một thứ tự. II. ng D ng c a IIRỨ ụ ủ II. ng D ng c a IIRỨ ụ ủ  * IIR lọc kỹ thuật số thiết kế trong Java * IIR lọc kỹ thuật số thiết kế trong Java applet applet  * IIR lọc kỹ thuật số công cụ thiết kế - sản * IIR lọc kỹ thuật số công cụ thiết kế - sản xuất các hệ số, đồ thị, cột, số không, và xuất các hệ số, đồ thị, cột, số không, và mã C mã C III. Ví d và minh h a trong Matlabụ ọ III. Ví d và minh h a trong Matlabụ ọ  Ví d 1:Thi t k b l c thông th p t ng t , d ng ụ ế ế ộ ọ ấ ươ ự ạ Ví d 1:Thi t k b l c thông th p t ng t , d ng ụ ế ế ộ ọ ấ ươ ự ạ Chebyshev- I, c a s c i các ử ổ ớ Chebyshev- I, c a s c i các ử ổ ớ  tham s đ u vào. ố ầ tham s đ u vào. ố ầ  ωP = 0,2 π ; RP = 1dB ωP = 0,2 π ; RP = 1dB  ωS = 0,3 π ; AS =16dB ωS = 0,3 π ; AS =16dB  Vi t ch ng trình tính và bi u di n trên đ th : ế ươ ể ễ ồ ị Vi t ch ng trình tính và bi u di n trên đ th : ế ươ ể ễ ồ ị  a. Đ l n c a đáp ng t n sộ ớ ủ ứ ầ ố a. Đ l n c a đáp ng t n sộ ớ ủ ứ ầ ố b. Hàm đáp ng pha c a b l cứ ủ ộ ọ b. Hàm đáp ng pha c a b l cứ ủ ộ ọ c. Hàm đ l n t ng đ i tính theo dB c a đáp ng ộ ớ ươ ố ủ ứ c. Hàm đ l n t ng đ i tính theo dB c a đáp ng ộ ớ ươ ố ủ ứ t n sầ ố t n sầ ố  d. Hàm đáp ng xung c a b l c t ng t ứ ủ ộ ọ ươ ự d. Hàm đáp ng xung c a b l c t ng t ứ ủ ộ ọ ươ ự [...]... pi units'); ylabel('radians'); %subplot(2,2,4); plot(t,ha); grid; axis([0,50,-0.10,0.25]); title('Impulse Response'); xlabel('time in seconds'); ylabel('ha(t)'); Đồ thị Ví dụ 2:9 Chuyển đổi bộ lọc với các tham số đã cho sang bộ lọc số bằng phương pháp biến đổi song tuyến % Digital Filter Specification: wp =0.2*pi; % digital Passband freq in Hz ws =0.3*pi; % digital Stopband freq in Hz Rp = 1; % Passband... plot(w/pi,grd); axis([0,1,0,15]); grid title('Group Delay'); xlabel('frequency in pi units'); ylabel('Samples'); Đồ thị Ví dụ 4:Tạo hàm thực hiện việc chuyển đổi băng tần số, trả về hàm truyền đạt của bộ lọc mới với tham số đầu vào là hàm truyền đạt của bộ lọc thông thấp, hàm đa thức thể hiện phép đổi biến số độc lập, ghi lại theo tên tệp là zmapping.m: function [bz,az] = zmapping(bZ,aZ,Nz,Dz) % Frequency band Transformation... conv(pld,Dz); end az = az+aZ(k+1)*conv(pln,pld); end %az1 = az(1); az = az/az1; bz=bz/az1; Tài Liệu Tham Khảo    http://www.scribd.com/doc/30674368/ĐỗThanh-Thắng-bao-cao -xử- lý -số http://www.tailieu.vn sách giáo trình xử lí tín hiệu số ... ylabel('Angle(Hr(w))'); %subplot(2,2,4); plot(w/pi,grd); axis([0,1,0,15]); grid title('Group Delay'); xlabel('frequency in pi units'); ylabel('Samples'); đồ thị Ví du 3:Thực hiện yêu cầu của ví dụ 2 theo phương pháp bất biến xung, dùng hàm impinvar của MATLAB So sánh kết quả thu được         với câu trên wp =0.2*pi; % digital Passband freq in Hz ws =0.3*pi; % digital Stopband freq in Hz Rp = 1; % Passband . hiện, một bộ lọc tương tự (ví dụ như Chebyshev bộ lọc, bộ lọc (ví dụ như Chebyshev bộ lọc, bộ lọc Butterworth, Elliptic lọc) là thiết kế đầu tiên và Butterworth, Elliptic lọc) là thiết kế đầu. Bessel. lọc Butterworth và lọc Bessel.  Xem xét rằng trong hầu hết các thiết kế bộ Xem xét rằng trong hầu hết các thiết kế bộ lọc IIR hệ số a_0 là 1, hàm truyền lọc IIR lọc IIR hệ số . của bộ lọc hợp trong đó kết quả đầu ra của bộ lọc chưa được xác định rõ ràng chưa được xác định rõ ràng . .  Thiết kế bộ lọc IIR kỹ thuật số là phụ thuộc Thiết kế bộ lọc IIR kỹ thuật số