Filtre Numerice

Proiect
9/10 (2 voturi)
Domeniu: Electrotehnică
Conține 1 fișier: doc
Pagini : 69 în total
Cuvinte : 13779
Mărime: 16.42MB (arhivat)
Cost: 10 puncte
UNIVERSITATEA TEHNICĂ “GH. ASACHI „ IAŞI FACULTATEA DE ELECTROTEHNICĂ PROFIL ELECTRIC

Cuprins

INTRODUCERE 3

Capitolul I

Parametrii si performanţe a filtrelor virtuale 4

1.1. Filtrarea digitală 4

1.2 Tipuri de filtre ideale 5

1.2.1. Filtru trece jos ideal 5

1.2.2 Filtru trece sus ideal 6

1.2.3 Filtrul trece bandă ideal 6

1.2.4 Filtrul opreste bandă ideal 7

1.3. Filtrele cu răspuns finit la impuls (RFI) 7

1.3.1 Realizarea RFI prin metoda ferestrelor 8

1.3.2 Filtrul RFI cu lobi echidistanţi (Equiripple) 15

1.4. Filtrele cu răspuns infinit la impuls (RII) 19

1.5 RII versus RFI 22

Capitolul II

Contribuţii privind proiectarea şi testarea filtrelor numerice în Matlab 25

2.1. Filtre numerice în Matlab 25

2.2. Transformate aplicabile sistemelor numerice 28

2.2.1 Transformata Z 29

2.2.2. Planul z al funcţiei de transfer 30

2.2.3. Transformata biliniară 31

2.2.4. Metoda polului invariant la impuls 31

2.3 Prelucrarea semnalelor în timp discret 32

2.4. Proiectarea filtrelor numerice de tip RFI (răspuns finit la impuls) 39

2.4.1. Funcţia de transfer a unui filtru numeric 39

2.4.2 Avantajele filtrelor numerice 39

2.4.3. Etapele proiectării unui filtru numeric 40

2.4.4. Proiectarea filtrelor numerice cu răspuns finit la impuls prin metoda ferestrelor (sau metoda seriei Fourier) 40

2.5. Proiectarea filtrelor numerice de tip RII (răspuns infinit la impuls) 49

2.5.1. Proiectarea filtrelor numerice R1I prin metoda aproximării numerice a ecuaţiei diferenţiale ce caracterizează un filtru analogic 52

2.5.2. Proiectarea filtrelor numerice cu răspuns infinit la impuls (RIT) prin metoda invariantei răspunsului la impuls unitate 53

2.5.3 Aplicaţii ale filtrelor numerice cu răspuns infinit la impuls în Matlab 54

Capitolul III

Aplicaţii în automatică şi studiul sistemelor 60

3.1. Evaluarea numerică a răspunsului. Identificare. 60

3.1.1. Evaluarea numerică a răspunsului. Identificare. 60

3.1.2. Relaţia filtre numerice. Regulatoare numerice. 61

3.2. Aplicaţii în anliza şi sinteza vocii umane adesea relativ constante. 63

Concluzii 66

Bibliografie 68

Extras din document

INTRODUCERE

Filtrarea semnalelor reprezinta o operatie de baza in prelucrarea informaţiei.Poate facută fie analogic(cu ajutorul unor retele R L C sau al unui calculator analogic), fie numeric, cu circuite logice sau cu un calculator numeric.

Filtru numeric este un sistem de prelucrare a spectrului semnalelor reprezentate prin secvenţe de numere, la intervale de timp discrete, care utilizează circuite logice,prelicrarea se face liniar şi are ca rezultat schimbarea formei semnalului aplicat la intrarea filtrului numeric (ca şi filtrele analogice).

Originea filtrelor numerice poate fi considerata în încercarile de a simula filtrele analogice cu ajutorul unui calculator numeric.De exemplu,dezavoltarea unuor sisteme de prelucrare a vorbirii este legata in mare măsura de acest tip de simulare şi a contribuit in mod semnificativ la inţelegerea tehnicii de filtrare numerică.In inplementarea unui astfel de sisirem caracteristicile filtrelor pot afecta in mod neprevăzut prelucarrea semnalelor.

Prin simularea pe calculator,caracteristicile filtrelor pot fi ajustate, iar calitatea sistemului va fi evaluata înainte de realizarea filtrului analogic.În toate aceste cazuri,utili zarea calculatorului numeric ofera avantaje inportante in cea ce priveste flexibilitatea.

Totusi prelucrarea nu are loc în timp real.Pentru a se realiza acest deziderat, calculato

rul numeric va fi utilizat pentru a aproxima sau a simula un filtru analogic.

În conformitate cu aceasta idee, au început sa fie utilizate filtrle numerice, ca a o mo-

dalitate de realizare a filtrelor analogice, care să fie programate pe calculator; în acest caz

sistemul va cuprinde un convertor analog-numeric şi un convertor numeric-analog, aproxi

mand de fapt un filtru analogic.

Progresele tehnologice remarcabile din ultimu deceniu, în domeniul sistemelor numerice, au dus la profilarea aplicaţiişor în care se utilizează tehnici de filtrare numerica. Printre aceste progrese trebuie menţionate realizarea circuitelor integrate pe scara larga (LSI) iar în prezent a dipozitivelor cu cuplaj prin sarcina (CCD).Circuitele menţionate au permis implementarea unor filtre numerice de o mare varietate de configuraţii în ceea ce priveşte structura şi parametrii.

În cea ce priveşte utilizarea calculatoarelor în tehnica filtrării numerice există o mare gamă de posibilităţi: de la calculatoarele de uz general destinate să lucreze o mare cantitate de informaţii, pana la calculatoarele mici, strict specializate , capabile de a rezolva probleme specifice, eficinet şi rapid. Tendinţa este să se utilizeze microprocesoare specializate care pot efectua simultan operaţii complexe sub controlul unui program memorat .

CAPITOLUL I

Parametrii si performanţe a filtrelor virtuale

1.1. Filtrarea digitală

Printre dispozitivele de bază folosite în electronică, filtrele ocupa un loc provilegiat, datorită frecvenţei lor utilizarii.Nu există nici un echipament electronnic a cărui structura să nu conţină cel puţin un filtru.Teoria filtrelor analogice a fost elaborată la începutul secolului al XX. Dezvoltarea acestei teorii a fost stimulata ce necesitaţii practice.Una dintre acestea, poate cea mai inportantă, a fost problema transmiterii informaţiei pe canale afectate de zgomot.Există două tipuri de soluţie pentru acesta problemă: creşterea imunitaţii la perturbaţii a semnalului emis prin codarea canalului şi inbunataţirea raportului semnal pe zgomot, (RSZ), prin filtrarea semnalului recepţionat.Printre matematicienii care au adus cele mai de seamă contribuţii la rezolvarea acestei probleme printre filtre se numară şi profesorul Nobert Wiener, care a activat la MIT.Ideile sale au fost puse in practică de doctorandul său, inginerul electronist Y. W. Lee, care le-a explicat pe înţelesul studenţilor şi tinerilor cercetători.

Filtrarea digitală este o metodă numeircă (soft) de reducere a influenţei zgomotului asupra semnalelor utile, sau de eliminare sau extragere a unui semnal avînd o anumita frecvenţă dintr-un semnal mai complex. Metoda poate fi aplicată asupra semnalelor eşsantionate şi memorate . Ea se realizează prin însumarea ponderată (cu coeficienţi reali saum compecşi) a eşantioanelor din orice moment de timp . Un filtru digital poate fi reprezentat ca un dispozitiv la intrarera căruia se aplică o secvenţă de numere,x, iar la eşirea lui se colecteaza tot o secvenţă de numere ,y, asa cum este semnificat grafic in figura urmatoare fig 1.1.

Fig.1.1 Reprezentarea unui Filtru digital

Modificarea relativa a amplitudinilor componentelor armonice ale unui semnal periodic sau chiar eliminarea sau selectarea anumitor componente armonice reprezinta o operatie de filtrare.

Modificarea densitaţii spectrale a unui semnal aperiodic, în sensul favorizarii unor segmente spectrale reprezintă de asemenea o operaţie de filtrare.În această lucrare se

prezintă cateva aspecte ale teoriei filtrării punandu-se accent pe utilizarea filtrelor la înbunataţirea raportului semnal pe zgomot, RSZ.

Preview document

Filtre Numerice - Pagina 1
Filtre Numerice - Pagina 2
Filtre Numerice - Pagina 3
Filtre Numerice - Pagina 4
Filtre Numerice - Pagina 5
Filtre Numerice - Pagina 6
Filtre Numerice - Pagina 7
Filtre Numerice - Pagina 8
Filtre Numerice - Pagina 9
Filtre Numerice - Pagina 10
Filtre Numerice - Pagina 11
Filtre Numerice - Pagina 12
Filtre Numerice - Pagina 13
Filtre Numerice - Pagina 14
Filtre Numerice - Pagina 15
Filtre Numerice - Pagina 16
Filtre Numerice - Pagina 17
Filtre Numerice - Pagina 18
Filtre Numerice - Pagina 19
Filtre Numerice - Pagina 20
Filtre Numerice - Pagina 21
Filtre Numerice - Pagina 22
Filtre Numerice - Pagina 23
Filtre Numerice - Pagina 24
Filtre Numerice - Pagina 25
Filtre Numerice - Pagina 26
Filtre Numerice - Pagina 27
Filtre Numerice - Pagina 28
Filtre Numerice - Pagina 29
Filtre Numerice - Pagina 30
Filtre Numerice - Pagina 31
Filtre Numerice - Pagina 32
Filtre Numerice - Pagina 33
Filtre Numerice - Pagina 34
Filtre Numerice - Pagina 35
Filtre Numerice - Pagina 36
Filtre Numerice - Pagina 37
Filtre Numerice - Pagina 38
Filtre Numerice - Pagina 39
Filtre Numerice - Pagina 40
Filtre Numerice - Pagina 41
Filtre Numerice - Pagina 42
Filtre Numerice - Pagina 43
Filtre Numerice - Pagina 44
Filtre Numerice - Pagina 45
Filtre Numerice - Pagina 46
Filtre Numerice - Pagina 47
Filtre Numerice - Pagina 48
Filtre Numerice - Pagina 49
Filtre Numerice - Pagina 50
Filtre Numerice - Pagina 51
Filtre Numerice - Pagina 52
Filtre Numerice - Pagina 53
Filtre Numerice - Pagina 54
Filtre Numerice - Pagina 55
Filtre Numerice - Pagina 56
Filtre Numerice - Pagina 57
Filtre Numerice - Pagina 58
Filtre Numerice - Pagina 59
Filtre Numerice - Pagina 60
Filtre Numerice - Pagina 61
Filtre Numerice - Pagina 62
Filtre Numerice - Pagina 63
Filtre Numerice - Pagina 64
Filtre Numerice - Pagina 65
Filtre Numerice - Pagina 66
Filtre Numerice - Pagina 67
Filtre Numerice - Pagina 68
Filtre Numerice - Pagina 69

Conținut arhivă zip

  • Filtre Numerice.doc

Alții au mai descărcat și

Modelarea și Implementarea Filtrelor Analogice și Digitale

Utilitatea temei Filtrele sunt circuite electronice/electrice care au rolul de a procesa un semnal de intrare şi de a produce la ieşire un alt...

Reglarea Automată a Nivelului

Elemente Arcuitoare Generalitati: Folosirea elementelor arcuitoare în constructia produselor electrotehnice este legata de principiul de...

Voltmetre Verificatoare si Inregistratoare

1. Domeniu de aplicare Norma se refera la verificarea/etalonarea voltmetrelor indicatoare si inregistratoare,destinate masurarilor de tensiuni...

Proiectarea Filtrelor Digitale

defazează în mod selectiv componentele spectrale ale semnalului discret de intrare, oferind la ieşire un semnal discret optim pentru scopul...

Te-ar putea interesa și

Monitorizarea Starii Rulmentilor cu Aplicatie in Mecatronica

Memoriu justificativ In cadrul fiecarei cercetari desfasurate, indiferent de domeniul la care ne referim, rezultatele obtinute pe cale teoretica...

Filtru FIR Creat în Mediul Labview și Matlab

Filtrele FIR utilizeaza numai esantioanele actuale sau trecute de intrari pentru obtinerea valorii cerute a iesirii. De obicei filtrele FIR au o...

Proiectarea filtrelor numerice FN-FIR

Un filtru digital sau numeric este un sistem discret care scaleaza si/sau defazeaza in mod selectiv componentele spectrale ale semnalului discret...

Sisteme de comunicație - PNS

Sub1.Prelucrarea semnalelor are un rol important în comunicaţii, automatică,înregistarea electronică a imaginilor şi sunetului, prelucrarea...

Proiectarea Filtrelor Digitale cu Răspuns Infinit la Impuls

Filtrele digitale cu răspuns infinit la impuls (RII), ce vor fi denumite în continuare filtre IIR (Infinite Impulse Response), constituie blocuri...

Prelucrarea Semnalelor

Prelucrarea [procesarea] semnalelor [signal processing] a devenit o parte esentiala a activitatii stiintifice si tehnologice contemporane. Ea...

Semnale și Metode de Procesare

CAPITOLUL 1 - SEMNALE 1.1. Introducere În multe cazuri procesarea semnalelor reprezintă o etapă premergătoare analizei şi sintezei unor situaţii...

Proiectarea Numerica a Semnalelor

1 Introducere. Problemele prelucrării semnalelor Prelucrarea semnalelor are un rol important în comunicaţii, automatică, înregistarea electronică...

Ai nevoie de altceva?