Функции Simulink для проектирования цифровых БИХ–фильтров методом билинейного преобразования




Работа в программе MATLAB осуществляется с помощью симулятора работы виртуального прибора Simulink. Запуск пакета Simulink можно произвести из командного окна MATLAB, нажавпентаграмму в панели инструментов и открыв новую модель (пиктограмма ).

При запуске Simulink открываются два окна: пустое окно untitled (окно для создания блок–диаграммы модели) и окно Library Simulink (библиотека) с перечнем основных разделов библиотеки.

В открывшееся окно untitled необходимо добавить блоки, моделирующие работу источников сигналов, измерительных приборов и аналоговых систем.

Для изменения параметров блоков необходимо выполнить двойной щелчок на пиктограмму блока. При этом должно открыться окно настройки параметров Block Parameters.

 

Создание модели фильтра

Для моделирования работы цифрового фильтра (ЦФ) составим следующую структурную схему (модель), рис. 5.

Рис. 5. Структурная схема для моделирования работы цифрового фильтра

 

Модель цифрового фильтра создается с помощью блока Digital Filter Design, рис. 6 (DSP Blockset/Filtering/Filter Design/ Digital Filter Design).

Рис. 6. Расположение блока Digital Filter Design

 

Исходные данные ЦФ задаются в блоке параметров фильтра Block Parameteters: Digital Filter Design (рис. 7).

Рис. 7. Блок параметров Digital Filter Design

 

В блоке параметров цифрового фильтра элементы настройки собраны в 6 групп:

· Current Filter Information – отображается краткая информация о синтезируемом цифровом фильтре (порядок – Order, устойчивость – Stable/Unstable, количество блоков – Sections, тип структуры фильтра – Filter structure);

· Filter Type – задается тип фильтра:

· Lowpass – ФНЧ;

· Highpass – ФВЧ;

· Bandpass – полосовой фильтр ПФ;

· Bandstop – режекторный фильтр РФ;

· Differentiator – дифференциаторы;

· а также другие типы фильтров;

· Design Method – задается вид аппроксимации:

· IIR – БИХ-фильтры:

· Butterworth – фильтр Баттерворта;

· Chebyshev Type I – фильтр Чебышева 1 рода;

· Chebyshev Type II – фильтр Чебышева 2 рода;

· Elliptic – фильтр эллиптический (Золотарева-Кауэра);

· FIR – КИХ-фильтры (описание режимов расчета приведено в методических указаниях к лабораторной работе №7 «Проектирование цифрового КИХ-фильтра в пакете программ MATLAB»):

· Filter Order – задается порядок фильтра-прототипа (Specify order) или выставляется флажок расчета минимального порядка фильтра-прототипа (Minimum order);

· Frequency Specifications – задаются частотные параметры фильтра (количество параметров может изменяться в зависимости от выбранного типа фильтра):

· Units – единицы измерения частоты (Hz – Гц, Normalized (0 to 1) – нормализованный фильтр (в относительных единицах);

· Fs – частота дискретизации;

· Fstop1 – нижняя частота полосы заграждения (на которой обеспечивается затухание Astop1, дБ);

· Fpass1 – нижняя частота полосы пропускания (на которой обеспечивается затухание Apass, дБ);

· Fpass2 – верхняя частота полосы пропускания (на которой обеспечивается затухание Apass, дБ);

· Fstop2 – верхняя частота полосы заграждения (на которой обеспечивается затухание Astop2, дБ);

· Magnitude Specifications – задаются коэффициенты затухания фильтра:

· Units – единицы измерения коэффициента затухания (dB – дБ, Squared – относительные единицы);

· Apass, Epass – коэффициенты затухания в полосе пропускания;

· Astop, Estop – коэффициенты затухания в полосе заграждения.

 

Для управления параметрами отображения результатов расчета, графиков и выполнения над ними различных действий блок параметров Digital Filter Design имеет панель инструментов, содержащую пиктограммы со следующими назначениями:

создать новый блок настройки параметров ЦФ;

открыть блок настройки параметров ЦФ;

сохранить настройки блока параметров ЦФ;

печать содержимого окна;

окно для предварительного просмотра перед печатью содержимого окна;

отменить последнее действие;

вернуться на шаг назад;

увеличение содержимого окна;

уменьшение содержимого окна;

выводв отдельном окне Filter Visualization Tool параметров синтезированного фильтра.

Окно Filter Visualization Tool позволяет визуально просмотреть такие параметры фильтра, как:

АЧХ фильтра;

ФЧХ фильтра;

одновременно в одном окне и АЧХ и ФЧХ фильтра;

импульсная характеристика;

реакция фильтра на ступенчатое воздействие (переходная характеристика);

картина нулей и полюсов фильтра на комплексной Z-плоскости;

значение коэффициентов передаточной функции фильтра (Numerator – коэффициенты числителя, Denominator – коэффициенты знаменателя).

 

Блок Gain (усилитель)

Поскольку блок Digital Filter Design позволяет рассчитывать только нормированные фильтры, т.е. с единичным усилением в полосе пропускания, то для получения коэффициентов передачи, отличающихся от единицы, необходимо использовать дополнительный блок усилителя Gain (Simulink/ Math/ Gain), рис. 8.

Рис. 8. Расположение блока Gain

 

Коэффициент усиления задается в окне настройки параметров Block Parameters: Gain (рис. 9).

Рис. 9. Окно настройки параметров блока Gain

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-06-11 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: