 |
View — FVTool (последняя команда) — Edit — Copy Figure
|
|
|
|
ЛР03: синтез и анализ КИХ-фильтров
ЛР03 выполняется средствами GUI (Graphical User Interface — графический интерфейс пользователя) FDATool (Filter Design and Analysis Toolbox — средства проектирования и анализа фильтров).
Обращение к FDATool выполняется по команде:
>> fdatool
Пункты задания включают в себя:
I. Синтез КИХ-фильтра ФНЧ (ФВЧ).
1. В группе Response Type (Тип характеристики) выбрать типизбирательности:
Lowpass — ФНЧ;
Highpass — ФВЧ;
Bandpass — ПФ;
Bandstop — РФ.
2. В группе Design Method (Метод синтеза) выбрать переключатель FIR — КИХ-фильтр.
3. Задать требования к АЧХ КИХ-фильтра.
а) В группе Frequency Specifications (Требования к частотам) в списке Units (Единицы измерения) выбрать Hz (Гц) и задать частоту дискретизации (Fs) и граничные частоты ПП (Fpass) и ПЗ (Fstop).
б) В группе Magnitude Specifications (Требования к АЧХ) в списке Units выбрать Linear (Безразмерный) и задать максимально допустимые отклонения в ПП (Apass) и ПЗ (Astop).
4. Синтезировать КИХ-фильтр ФНЧ (ФВЧ) методом окон с применением окна Кайзера:
а) В переключателе FIR выбратьWindow.
б) В группе Options (Параметры) в списке Window выбрать Kaiser(Окно Кайзера) и сбросить флаг Scale Passband (Масштабирование).
в) В группе Filter Order (Порядок фильтра) выбрать переключатель Minimum order (Минимальный порядок) и выполнить синтез КИХ-фильтра — нажать нижнюю кнопку Design Filter (Синтезировать фильтр).
Информация о порядке R синтезированного фильтра (Order) отображается в группе Current Filter Information (Информация о текущем фильтре).
г) Уточнить порядок КИХ-фильтра по результатам проверки выполнения требований к АЧХ.
По умолчанию в графическом окне выводится характеристика ослабления. Для вывода АЧХ следует обратиться к команде меню Analysis | Analysis Parameters Analysis Parameters (Анализ | Параметры анализа).
Для проверки выполнения требований к АЧХ следует нажать кнопку Zoom in на панели инструментов и поочередно выделить АЧХ в ПП и ПЗ.
|
|
|
В каждой из этих полос, отжав кнопку Zoom in, подвести курсор к максимальному (по модулю) отклонению АЧХ и выполнить щелчок левой кнопки мыши. Рядом с выделенной точкой будут выведены ее координаты — значения частоты и АЧХ. Максимальные (по модулю) отклонения АЧХ следует сравнить с заданными максимально допустимыми отклонениями.
Если требования к АЧХ не выполняются, порядок КИХ-фильтра увеличивают, а если выполняются — уменьшают при выбранном переключателе Specify order (Произвольный порядок).
При установке переключателя Specify order для метода окон указывается частота дискретизации Fs и частота разрыва Fc:
При увеличении/уменьшении порядка необходимо обращать внимание на тип КИХ-фильтра!
В результате определяют минимальный порядок 
, при котором выполняются требования к АЧХ.
Убедиться, что при окне Кайзера автоматически синтезируется КИХ-фильтр минимального порядка!
5. Записать порядок .
6. Проанализировать ИХ, АЧХ и ФЧХ КИХ-фильтра ФНЧ (ФВЧ) минимального порядка с помощью команд пункта меню Analysis.
7. Скопировать графики в ШАБЛОН, прилагаемый в отчете, из окна, которое открывается по команде меню
View — FVTool (последняя команда) — Edit — Copy Figure
II. Синтез КИХ-фильтра методом чебышевской аппроксимации Equiripple(Равноволновый).
1. Для заданных требований к АЧХ выполнить следующие действия:
д) В переключателе FIR выбратьEquiripple(С равными отклонениями — метод чебышевской аппроксимации).
е) в группе Options в поле ввода Density Factor (Коэффициент плотности сетки частот) указать значение 20 (по умолчанию).
ж) В группе Filter Order выбрать переключатель Minimum order и выполнить синтез КИХ-фильтра — нажать нижнюю кнопку Design Filter.
Информация о порядке R синтезированного фильтра (Order) отображается в группе Current Filter Information (Информация о текущем фильтре).
|
|
|
з) Уточнить порядок КИХ-фильтра по результатам проверки выполнения требований к АЧХ.
Выполняется так же, как в методе окон (см. п. 4г), но при установке переключателя Specify order для метода чебышевской аппроксимации указываются веса в ПП и ПЗ.
В результате определяют оптимальный порядок 
, при котором выполняются требования к АЧХ.
и) Записать порядок .
к) Проанализировать ИХ, АЧХ и ФЧХ оптимального КИХ-фильтра ФНЧ (ФВЧ) и скопировать их в ШАБЛОН, прилагаемый в отчете.
л) Выбрать структуру оптимального КИХ-фильтра ФНЧ (ФВЧ).
Информация о структуре (Structure) отображается в группе Current Filter Information.
По умолчанию для КИХ-фильтра выбирается прямая структура (Direct-Form FIR).
Ее преобразование в прямую приведенную структуру Direct-Form Symmetric FIR выполняется по команде меню Edit | Convert Structure (Редактирование | Преобразование структуры).
III. Синтез КИХ-фильтра ПФ (РФ).
Аналогично выполнить синтез КИХ-фильтра ПФ (РФ) методами окон и чебышевской аппроксимации.
Записать только их минимальный и оптимальный порядки.
|
|
|
