Разработка и анализ характеристик режекторного КИХ фильтра

 

5.3 Влияния ширины окна на основные характеристики фильтра.

Основными характеристиками разрабатываемого фильтра являются:

1. Ширина переходной зоны.

2. Величина выбросов на низком уровне.

3. Величина выбросов на  высоком уровне.

Для выполнения исследования зависимости перечисленных характеристик от ширины окна, необходимо проводить измерения, изменяя ширину окна в диапазоне N=10…500 отсчетов и фиксировать полученные результаты. Измерения выполняются для трех заданных типов окон.

5.3.1 Прямоугольное окно.

Результаты измерений  представлены в таблице 5.1.

Таблица 5.1. – Результаты измерений.

Ширина окна	Величина выбросов на низком уровне	Величина выбросов на высоком  уровне	Ширина переходной зоны
10	-	-	-
20	-	-	-
30	106	76	18
40	100	78	14
50	98	80	12
60	95	80	10
70	94	81	8
80	92	81	8
90	89	79	6
100	90	82	6
120	87	80	6
140	80	75	4
160	81	77	4
180	79	75	4
200	66	63	4
250	69	66	4
300	56	55	2
350	32	31	2
400	13	12	2
450	3	3	2
500	0	0	2

 

При ширине окна N<30 отсчетов фильтр не работоспособен, о чем свидетельствуют прочерки в соответствующих строках таблицы.

График зависимости ширины переходной зоны, величины выбросов на низком и высоком уровнях представлены на рис. 5.9, 5.10, 5.11 соответственно.

Рисунок 5.9. Зависимость ширины переходной зоны от ширины окна.

Рисунок 5.10. Зависимость величины выбросов на низком уровне от ширины окна.

Рисунок 5.11. Зависимость величины выбросов на высоком уровне от ширины окна.

 

 

 

 

 

6 Анализ полученных результатов.

В результате выполнения выпускной  квалификационной работы была проведена разработка и анализ характеристик КИХ фильтра верхних частот.

При разработке КИХ-фильтра был использован метод взвешивания с помощью окна. Метод взвешивания является весьма удобным для проектирования КИХ-фильтров, однако он обладает некоторыми особенностями, которые препятствуют его использованию. Например, метод окон не является оптимальным в том смысле, что он не позволяет получить наименее возможные пульсации и ширину переходной зоны для заданного порядка фильтра N и заданного множества частот среза.

На практике чаще всего  требуется не только жестко фиксировать  все граничные частоты при  обеспечении небольших допустимых отклонений АЧХ от 1 и 0 и ширины переходной зоны, но и получить фильтр (передаточную функцию) наименьшего порядка, удовлетворяющий заданным требованиям и ограничениям. Такие фильтры относят к классу оптимальных, а получающиеся при этом решения называют оптимальными [Солонина].

Был выполнен анализ характеристик КИХ-фильтра. Экспериментально было проведено исследование влияния длительности и типа взвешивающего окна на амплитуду пульсаций и ширину переходной полосы АЧХ. В результате было получено, что при очень малой ширине ограничивающего окна фильтр становится неработоспособен. Ширина переходной зоны уменьшается с увеличением ширины окна. Уменьшение происходит неравномерно, при малой ширине окна уменьшение происходит быстрее, чем при большой ширине. Так же ширина переходной зоны сильно зависит от типа выбранного окна, (анализируете свои окна и пишите какой из них лучше какой хуевый а какой так себе).

Величины выбросов на высоком и низком уровне в большинстве случаев одинаковы. Так же величины выбросов зависят от ширины и типа окна. При меньшей ширине величина выбросов самая наибольшая, при увеличении ширины окна выбросы уменьшаются, но это проявляется не для всех типов окон. Наименьшие выбросы были получены для (пишите какой фильтр молодец а какой дебил)

 

Выводы.

При увеличении длительности взвешивающего окна амплитуда пульсаций  увеличивается, а ширина переходной полосы уменьшается. При уменьшении длительности – наоборот. Использование  разных типов взвешивающих окон также  приводит к изменению амплитуды  пульсаций и ширины переходной полосы.

Изменение данных параметров позволяет применять фильтр с  необходимыми характеристиками в зависимости  от конкретной задачи.

 

Список  использованной литературы.

1. Гитлин В.Б. Конспект лекций по курсу «Теория цифровой обработки сигналов»
2. Солонина А.И., Улахович Д.А., Арбузов С.М., Соловьева Е.Б. Основы цифровой обработки сигналов, СПб.: БХВ-Петербург, 2005 г.
3. Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов, СПб.: Питер, 2003 г.
4. Рабинер Л.Р., Шафер Р.В. Цифровая обработка речевых сигналов, М.: Радио и связь, 1981 г.
5. Рабинер Л.Р., Гоулд Б. теория и применение цифровой обработки сигналов, М.: Мир, 1978 г.

 

 

Приложение А. Текст программы.