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 : Hu nh V n Minhỳ ă
LỚP : TỰ ĐỘNG HOÁ 2011
TỔNG QUAN

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BỘ LỌC SỐ

CHƯƠNG 2: TỔNG HP BỘ LỌC SỐ FIR PHA TUYẾN TÍNH

CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG BÀI TOÁN THIẾT KẾ
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

Có đặc tính biên độ chữ nhật

tuần hồn với chu kỳ 2π , đối xứng qua
trục tung


Do đó chỉ cần nghiên cứu đặc tính tần số trong
( )
ω
j
eH
[ ]
ππω
,
−∈
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

Có đặc tính biên độ
1 khi -ω
c
≤ ω ≤ ω
c

0 khi nằm ngồi dải trên
( )
=
ω

j
bp
eH
1
ω
ω
c
-ω
c
Л
-Л
|
H(e
jω
)|
0
BỘ LỌC THÔNG THẤP LÝ TƯỞNG

Có đặc tính tần số

Có đặc tính xung

1 khi -ω
c
≤ ω ≤ ω
c
0 khi nằm ngồi dải trên
( )
=
ω

j
bp
eH
( )
( )
[ ]
( )
=Η==
∫
−
π
π
ωωω
ω
π
deeeInh
njj
lp
j
lp
2
1
HFT
lp
( )
==
∫
−
ω
ω

ω
ω
π
c
denh
nj
lp
2
1
( )
( )
=−=
−
njnj
lp
cc
ee
jn
nh
ωω
π
2
1
π
ω
c
( )
n
n
c

c
ω
ω
sin
( )
=
n
n
c
π
ω
sin
Bộ lọc số thực tế

Đặc tính biên độ tần số
Bộ lọc số thực tế

Các tham số đặc trưng:

Loại bộ lọc: thông thấp, thông cao, thông dải,

Tần số giới hạn dải thông ω
p


Tần số giới hạn dải chặn ω
s


Độ rộng dải quá độ: ∆ω


Độ gợn sóng dải thông: δ
1
. Trong dải thông:

Độ gợn sóng dải chắn: δ
2
. Trong dải chắn:
Phân tích bộ lọc số FIR pha tuyến tính

Quan hệ giữa đặc tính biên độ và đặc tính tần số

N là chiều dài đáp ứng xung

Pha của bộ lọc
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

Tổng hợp bộ lọc số, tìm đặc tính xung để
đặc tính biên độ tần số của bộ lọc thỏa
mãn các chỉ tiêu kỹ thuật đã cho

Xây dựng sơ đồ cấu trúc bộ lọc theo đặc tính xung
đã tổng hợp
( )
nh
d
( )
ω

j
d
e
Η
( )
nh
d
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 ωp
•
Tần số giới hạn dải chặn ωs hay độ rộng
dải quá độ ∆ω=|ωs−ωp|
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

Sai số cho phép
( )
ω
j
d
e
Η
1
δ
≤
( )
ω
j
d
e
Η
2
δ
≤
( ) ( ) ( ) ( )
ωωωω
j
p
j
d
jj

eEeeeE
≤Η−Η=
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
( )
ω
j
d
e
Η
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

Kiểu chử nhật
1 với | n| < (N-1)/2
WR =
0 với mọi chổ khác


Kiểu Barrtlett
1-2|N|/(N-1) với | n| < (N-1)/2
WR =
0 với mọi chổ khác
Phửụng phaựp cửỷa soồ

Caực haứm cửỷa soồ

Kieồu Hamming
+ (1- )cos vin < ( N-1)/2
WR(n) =
0 mi ch khỏc

Kieồu Blackman
0,42 + 0,5cos vin ( N-1)/2
WR(n) =
0 mi ch khỏc