Моделювання характеристик цифрового режекторного фільтру

Размещено на http://www.allbest.ru/

Національний технічний університет України

Київський політехнічний інститут

Радіотехнічний факультет

Розрахунково-графічна робота

з дисципліни «Цифрові пристрої - 3»

Виконавець: Погорський В.

Студент: групи РТ-32

Київ - 2016

Завдання 1

Розрахувати та представити характеристики цифрового режекторного фільтра з наступними параметрами:

частотна межа смуга пропускання fp1 = 10 кГц, fp2 = 18кГц,

частотна межа смуги затримання fs1 = 12кГц, fs2 = 16кГц,

нерівномірність АЧХ у межах смуги пропускання Rp = 3дБ,

мінімально необхідне затухання у межах смуги затримання Rs = 30дБ.

частота дискретизації 48000 Гц.

1. У середовищі Matlab спроектуємо за допомогою розширення Filter Design&Analysis Tool фільтр із заданими за варіантом параметрами

Після натискання “Design Tool” отримуємо розрахований фільтр. Вивантажимо його в M-file під назвою bandpass_filter.m.

2. Створимо новий M-file, в якому змоделюємо роботу фільтру. Перш за все задамося основними частотами та сталими часу:

Ts = 1; % (cек) тривалість

fd = 48000; % частота дискритизації

t = 1/fd : 1/fd : Ts; % вектор часу

f1 = 9000; %перша гармоніка

f2 = 15000; %друга гармоніка

f3 = 20000; %третя гармоніка

Задамося сигналом для тестування. Нехай це буде сума трьох гармонік на контрольних частотах 9 кГц, 15 кГц, 20 кГц

S_am = 0.3*(cos(2*pi*f1*t))+0.3*(cos(2*pi*f2*t))+0.3*(cos(2*pi*f3*t));

figure

psd(S_am,16384,48000) ;

ylabel('Спектр АМ сигнала');

Зобразимо спектр

Підключимо фільтр, спроектований раніше й запишемо його коефіцієнти до змінних.

Hd = bandpass_filter;

H_fil = get(Hd,'Numerator');

H_fil_norm = round(H_fil.*32768);

Використаємо вбудовану функцію згортки для сигналу та фільтру, щоб отримати вихідний сигнал.

Sfilter = conv(S_am,H_fil);

Sfilter = Sfilter(1,1:48000);

figure

subplot(2,1,1);

plot(t,Sfilter),grid on; xlim([0 10e-3]); ylim([-0.5 0.5]);

subplot(2,1,2);

psd(Sfilter,16384,48000);

Можна побачити, що друга гармоніка меншне нуля,робимо висновок що фільтр виконав свою роботу.

Збережемо коефіцієнти фільтру та вхідного сигналу в .dat файли

file = fopen('H_fil_bandpass.dat','w');

for i = 1:22

fprintf(file,'%d%s\n',H_fil_norm(i),',');

end

fclose(file);

file = fopen('S_am.dat','w');

for yy = 1:256

fprintf(file,'%d%s\n',round(S_am(yy)*32768),',');

end

fclose(file);

На цьому проектування в середовищі Matlab завершено.

3. Відкриємо середовище VisualDSP++. На основі раніше відлагодженого проекту fir_filter533 реалізуємо новий. Для цього задамося новими значеннями змінних: NUM_TAPS (порядок фільтру, що зазначений у вікні FDA Tool і рівний 22), VEC_SIZE (кількість вхідних відліків, яку біло прийнято за 256).

#include <fract.h>

#include <filter.h>

#include <math.h>

#define VEC_SIZE 256 // --- кількість відліків вхідного сигналу

#define NUM_TAPS 22 // --- порядок фільтру

#define test_length 512

#define PI 3.1415

Підключимо файли із раніше записаними коефіцієнтами фільтру та сигналу.

fract16 S_all[test_length] = { //--- вхідний сигнал

#include "S_am.dat"

};

fract16 coefs[NUM_TAPS] = { //--- коефіцієнти фільтру

#include "H_fil_bandpass.dat"

};

fract16 S_work[VEC_SIZE + NUM_TAPS - 1];

fract16 delay[NUM_TAPS];

fract16 out[VEC_SIZE + NUM_TAPS - 1];

fract16 out_view[test_length] ;

float y[512];

fir_state_fr16 state;// declare filter state

Далі описана основна функція, в якій аналогічно до Matlab`у реалізовано функцію згортки.

int main()

{

int fd = 48000 ; // --- частота дискретизації

int i ;

int n_block ;

int ii ;

fir_init(state, coefs, delay, NUM_TAPS, 1);

for (n_block = 0 ; n_block < 1 ; n_block++)

{

for (ii = 0 ; ii<VEC_SIZE ; ii++)

{

S_work[ii] = S_all[ii + VEC_SIZE*n_block];

}

fir_fr16(S_work, out, VEC_SIZE, &state); // apply the filter to the datafor (ii

= 0 ; ii<VEC_SIZE ; ii++)

{

out_view[ii + VEC_SIZE*n_block] = out[ii]

;

}

}

}

Створимо вікно для відображення графіків відповідно до методичних вказівок до лабораторної роботи №1.

На графіку зеленим позначено вхідний сигнал, а рожевим - вихідний.

часовий діаграма режекторний фільтр

Завдання 2

Представити протокол передачі даних між відповідними Master та Slave пристроями у вигляді часових діаграм. За даним протоколом передаються данні від Master до Slave, що містять: шифр групи, номер групи та номер студента за списком групи (номер групи можна використати у якості адреси Slave пристрою, за необхідністю). При передачі відповідних символів використовувати кодування за типом таблиць ASCII.

Тип інтерфейсу: I2C

Шина I2C представляє два провода.Один провод -- шина даних(SDA -- Serial DAta), другий -- тактування(SCS -- Serial CLock).

На лінії зазвичай є один Мастер (Master) -- МК і деяка кількість (Slave) -- периферійних пристроїв.

Тактування завжди виконує мастер, передачу починає теж завжди він, перед цим уточнивши, що лінія вільна (одинички на SDA и SCL), формує СТАРТ-умова (S) -- прижимає лінію SDA (1->0), при одиниці на SCL.

По-перше, дані зчитуються тільки при одиничному стані SCL, а можуть змінюватися, тільки при нульовому стані SCL .

По-друге, дані йдуть головою вперед -- починаючи зі старшого біта(MSB)

Нам необхідно передати наступну послідовність символів: RT-32 6. Випишемо з таблиць ASCII двобітні кодування для кожного символу:

Замалюємо часові діаграми, які пояснюють передачу даних:

Детальніше розглянемо передачу перших двох символів:

Размещено на Allbest.ru