это быстро и бесплатно
Оформите заказ сейчас и получите скидку 100 руб.!
Ознакомительный фрагмент работы:
Федеральное агентство по образованию и науке РФ.
Пензенский государственный университет.
Институт систем управления и информационной безопасности.
Кафедра "Автономные информационные и управляющие системы"
Курсовая работа
по дисциплине: "Статистическая теория помехоустойчивости"
на тему: "Спектральный анализ дискретного сигнала и расчет ЦФ"
Выполнил: студент группы 04УУ1
Трошкин В.В.
Проверил: д. т. н. Чистова Г.К.
г. Пенза 2008
Исходные данные:
x0=0, x1=, x2=1, x3=, x4=0, x5=, x6=-1, x7=.
N=8 - количество отсчетов
Односторонний спектр
Двусторонний спектр
Односторонний действительный спектр
; ; ; ; ; ; ;
; ; ; ;
Восстановленный аналоговый сигнал
Исходные данные:
R1=20 кОм; R2=15 кОм; R3=∞; R4=100 кОм; C1=0,02 мкФ; C2=0,01мкФ
Моделирование работы заданной электрической цепи в пакете E. W. B.5.0С и снятие ее частотной и фазовой характеристики
Определяем частоту среза на уровне 0.707Кmax (Кmax=0.740). Из практического графика видно, что частота среза нижняя fн≈320.5 Гц.
Из графика видно, что сдвиг фазы составляет -180o.
Составление дифференциального уравнения цепи и нахождение коэффициента передачи в операторном виде.
Составляем следующую систему уравнений:
Пусть ; ;
Так как
; ; ; ; ,
получим:
;
В результате получилась передаточная функция:
Построение АЧХ и ФЧХ ФНЧ в Mathcad
Определяем частоту среза на уровне 0.707Кmax. Из теоретического графика видно, что нижняя частота среза fн≈320.5 Гц. Следовательно, можно сделать вывод, что теоретическая АЧХ полностью совпадает с практической. Значит, передаточная функция фильтра была найдена правильно.
Данная характеристика имеет сдвиг фазы -180o. Из этого можно сделать вывод, что теоретическая ФЧХ совпадает с практической.
Выбор периода дискретизации по частотной характеристики и составление разностного уравнения ЦФ
Выбираем частоту дискретизации
- период дискретизации
Составим разностное уравнение ЦФ:
Обозначим ; ;
; ;
Имеем дифференциальное уравнение:
Подставляем исходные данные резисторов и конденсаторов в данное выражение:
В результате получаем разностное уравнение ЦФ:
; ;
- коэффициенты ЦФ
Расчет передаточной функции ЦФ и построение частотной и фазовой характеристики
Найдем передаточную функцию ЦФ :
Вместо величин , , , подставим в разностное уравнение ЦФ величины , , , соответственно.
,
Построение АЧХ и ФЧХ ЦФ в Mathcad
Как видно из рисунка АЧХ ЦФ имеет такую же форму как и АЧХ ФНЧ.
Для ЦФ: Кmax=0,740, Для ФНЧ: Кmax=0,740
Определяем частоту среза на уровне 0.707Кmax. Из теоретического графика (рисунок 12) видно, что нижняя частота среза fн≈320.5 Гц.
Данная характеристика имеет сдвиг фазы -180o. Из этого можно сделать вывод, что теоретическая ФЧХ ЦФ совпадает с ФЧХ ФНЧ.
Нахождение нулей и полюсов передаточной функции и анализ устойчивости ЦФ
Составим характеристическое уравнение. Для этого умножим числитель и знаменатель на .
- характеристическое уравнение
- корни характеристического уравнения
- характеристическое уравнение
- ноль передаточной функции, - условие устойчивости
Рисунок - Единичная z– область
Т. к. полюса (корни характеристического уравнения) лежат внутри окружности, то ЦФ устойчив. Но как видно из рисунка устойчивость его мала, он находится почти на грани устойчивости. Чем ближе значения полюсов к центру окружности, тем устойчивее ЦФ.
Проверим устойчивость ЦФ другим методом:
- условие устойчивости
;
Если данная точка находится в треугольнике, но выше параболы, то полюса являются мнимыми; если данная точка находится в треугольнике, но ниже параболы, то полюса являются действительными.
Рисунок - Область треугольника
Т. к. точки (a1, a2) лежат в углу треугольника выше параболы, то корни характеристического уравнения мнимыми и ЦФ устойчив. Но как видно из рисунка устойчивость его мала, он находится почти на грани устойчивости.
Построение импульсной характеристики ЦФ
Пусть n=0…60
Подадим на вход ЦФ дискретный аналог импульсной функции:
- начальные условия
…………………………………….
Построим импульсную характеристику в математическом пакете Mathcad 2000:
Импульсная характеристика до 20-го отсчета имеет небольшой выброс амплитуды, а затем начинает сходится к нулевой отметке, что так же свидетельствует об устойчивости исследуемого фильтра.
Нахождение реакции ЦФ на гармонический сигнал вблизи частоты среза
Разностное уравнение ЦФ:
Пусть n=0…2000
Подадим на вход ЦФ гармонический сигнал с частотой близкой к частоте среза и периодом равным периоду дискретизации фильтра:
Анализируя график можно сказать, что после переходного процесса наблюдается гармонический сигнал. Из рисунка видно, что цифровой фильтр пропускает гармонический сигнал с частотой, близкой к частоте среза ЦФ, с амплитудой примерно равной 0.707Kmax.
Сделайте индивидуальный заказ на нашем сервисе. Там эксперты помогают с учебой без посредников
Разместите задание – сайт бесплатно отправит его исполнителя, и они предложат цены.
Цены ниже, чем в агентствах и у конкурентов
Вы работаете с экспертами напрямую. Поэтому стоимость работ приятно вас удивит
Бесплатные доработки и консультации
Исполнитель внесет нужные правки в работу по вашему требованию без доплат. Корректировки в максимально короткие сроки
Гарантируем возврат
Если работа вас не устроит – мы вернем 100% суммы заказа
Техподдержка 7 дней в неделю
Наши менеджеры всегда на связи и оперативно решат любую проблему
Строгий отбор экспертов
К работе допускаются только проверенные специалисты с высшим образованием. Проверяем диплом на оценки «хорошо» и «отлично»
Работы выполняют эксперты в своём деле. Они ценят свою репутацию, поэтому результат выполненной работы гарантирован
Ежедневно эксперты готовы работать над 1000 заданиями. Контролируйте процесс написания работы в режиме онлайн
Служебная дисциплина в органах внутренних дел.
Контрольная, Административная деятельность полиции
Срок сдачи к 31 дек.
Нужно пройти контрольные тестирования по предметам
Тест дистанционно, Административное право, Безопасность жизнедеятельности, Гос. и муниципальные финансы
Срок сдачи к 28 дек.
Взаимодействие экономических и правовых отношени в хозяйственной жизни общества
Контрольная, Экономика
Срок сдачи к 31 дек.
Написать курсовую. Тема курсовой Маркетинг в развитии коммерческой...
Курсовая, Коммерция
Срок сдачи к 8 янв.
Сделать 6 несложных лабораторных в sql
Лабораторная, Информационные системы в экономике
Срок сдачи к 27 дек.
Решить задачу неканонического вида симплекс методом
Решение задач, Высшая математика
Срок сдачи к 26 дек.
доклад + презентация
Доклад, система государственного и муниципального управления
Срок сдачи к 26 дек.
Написать полные конспекты на темы: нервная система, эндокринная система, сердечно-сосудистая система, органы кроветворения и иммунной защиты
Реферат, Гистология Животных
Срок сдачи к 26 дек.
Написать текст для рекламной компании фотографа , подробнее ниже
Отчет по практике, Реклама и PR
Срок сдачи к 26 дек.
Расчет тягово-экономических свойств автомобиля.
Курсовая, Автомобильная промышленность
Срок сдачи к 29 дек.
сделать презентацию по заданию, уровнь 2...
Презентация, информационные технологии
Срок сдачи к 26 дек.
Заполните форму и узнайте цену на индивидуальную работу!