Báo cáo Thiết kế bộ lọc IIR môn Xử lý tín hiệu số | Học viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông

lOMoAR cPSD| 59031616
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
BỘ MÔN XỬ LÝ TÍN HIỆU SỐ BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN
Họ và tên: Nguyễn Đình Ban – B21DCCN017
Trịnh Tân Nguyên – B21DCCN569
Trịnh Lê Đức – B21DCCN257
Lừ Thị Thưởng – B21DCCN701
Nhóm lớp học: ELE1330-20221-03
Giảng viên giảng dạy: Trần Tuấn Anh HÀ NỘI - 2022 lOMoAR cPSD| 59031616 ĐỀ BÀI
Thiết kế bộ lọc IIR thông dải sử dụng bộ lọc : 1, Butterworth 2, Chebyshev loại 1 3, Chebyshev loại 2 lOMoAR cPSD| 59031616 I. Cơ sở lý thuyết.
A. Bộ lọc số lý tưởng 1. Khái niệm
Khái niệm về dải thông và dải chặn: Dải thông là dải tần số mà hệ xử lý
số cho tín hiệu số đi qua, dải chặn là dải tần số mà hệ xử lý số không cho tín hiệu số đi qua. -
Đối với hệ xử lý số lý tưởng: dải thông 2 là vùng tần số mà
|H(ej )|= 1, còn dải chặn |H(ej )|= 0. Tần số giới hạn giữa dải thông và dải chặn
gọi là tần số cắt và thường được ký hiệu là c. -
Đối với hệ xử lý số thực tế: Quy ước tần số giới hạn của dải
thông là c, tần số giới hạn của dải chặn là p, giữa dải thông và dải chặn tồn
tại dải quá độ p = | p - c| và p càng nhỏ càng tốt. 2. Phân loại lOMoAR cPSD| 59031616
3. Bộ lọc số lý tưởng
4. Bộ lọc thông dải lý tưởng lOMoAR cPSD| 59031616
Bộ lọc thông dải lý tưởng là hệ xử lý số IIR không nhân quả, vì thế không thể thực
hiện được trên thực tế. B. Bộ lọc số IIR
Có 3 phép biến đổi và 2 phép biến đổi chính:
✓ Phương pháp tương đương vi phân
✓ Phương pháp xung bất biến
✓ Phương pháp biến đổi song tuyến
3 kiểu bộ lọc tương tự hay gặp và 2 trong chương trình: ✓ Butterworth
✓ Chebyshev type 1 và Chebyshev type 2 lOMoAR cPSD| 59031616 ✓ Elip
1. Phép biến đổi từ miền (s) sang miền (z)
a. Phương pháp tương đương vi phân
=> Phương pháp ánh xạ này còn nhiều hạn chế.
b. Phương pháp xung bất biến lOMoAR cPSD| 59031616
c. Phương pháp song tuyến 2. Bộ lọc Butterworth lOMoAR cPSD| 59031616
Sau khi xác định được N, ta có hàm truyền chuẩn hóa của bộ lọc Butterworth: lOMoAR cPSD| 59031616
3. Bộ lọc Chebyshev loại 1 lOMoAR cPSD| 59031616
Các bước thiết kế bộ lọc Chebyshev loại 1: lOMoAR cPSD| 59031616
4. Bộ lọc Chebyshev loại 2
Các bước thiết kế bộ lọc Chebyshev loại 2: lOMoAR cPSD| 59031616
5. Dịch tần bộ lọc tương tự. lOMoAR cPSD| 59031616 II. Thiết kế bộ lọc.
1. Thiết kế bộ lọc IIR thông dải sử dụng bộ lọc Butterworth.
thiết kế bộ lọc kỹ thuật số và tương tự
tạo ra đáp ứng tần số tại các điểm tần số được chỉ nếu bỏ qua các đối số ngõ ra thì lệnh
freqz vẽ ra các đáp ứng biên độ và pha trên màn hình lOMoAR cPSD| 59031616 Nhận xét: Tín hiệu đầu vào: Tần số Tín hiệu đầu vào 0-500 Tăng nhanh từ -27 đến 0 500-3500
Là 1 đường thẳng có giá trị 0 3500-400
Giảm nhanh từ 0 đến -30 Tín hiệu đầu ra: Tần Số Tín hiệu đầu ra 0-1000
Giảm dần từ 70 đến giá trị 0 1000-3000
Gần như là 1 đường thẳng 3000-4000
Giảm dần từ 0 đến -70
2. Thiết kế bộ lọc IIR thông dải sử dụng bộ lọc Chebyshev loại 1. lOMoAR cPSD| 59031616 Code matlab : Nhận xét: lOMoAR cPSD| 59031616 Tần số Tín hiệu đầu vào Tín hiệu đầu ra 0 - 1050
Tăng dần từ -400 đến giá Gần như là 1 đường trị 0 thẳng bằng 0 1400-2100
Là 1 đường thẳng có giá Giảm dần từ 0 đến -900 trị 0 2450-3500
Giảm dần từ giá trị 0 đến Gần như là 1 đường thẳng -400 có giá trị -900
3. Thiết kế bộ lọc IIR thông dải sử dụng bộ lọc Chebyshev loại 2. Code matlab: lOMoAR cPSD| 59031616 Nhận xét : Tần số Tín hiệu đầu vào Tín hiệu đầu ra 0-1050
Tại những điểm tần số
Tại những điểm tần số giảm: ban đầu tần số
giảm: tần số giảm dần từ giảm nhanh rồi tăng
nhanh về giá tri ban đầu 0 xuống mức thấp hơn (Giá trị 0)
sau đó tăng đột ngột lên giá trị cao hơn 0. Lần
giảm tần số cuối cùng thì giảm dần về 0. 1400-2100
Là 1 đường thẳng có giá Là 1 đường thoải có giá trị 0 trị giảm dần 2450-3500
Tại những điểm tần số
Tại những điểm tần số giảm: ban đầu tần số
giảm: tần số giảm dần từ giảm nhanh rồi tăng
nhanh về giá tri ban đầu 0 xuống mức thấp hơn (Giá trị 0)
sau đó tăng đột ngột lên giá trị cao hơn 0. Lần
giảm tần số cuối cùng thì giảm dần về 0.
Ngoài ra, transition của tín hiệu đầu ra lớn hơn transition của tín hiệu đầu vào
(transition của tín hiệu đầu vào gần như bằng 0.