Фильтрация сигнала в программной среде Matlab

1.

Кафедра ЭиАФУ
Фильтрация сигнала в
программной среде MATLAB
Преподаватель: Иванов М.Л.
Выполнил студент гр. Д-276:
Денисова Н.Г.
Северск 2021

2.

Актуальность: фильтрация распространена в обработке сигналов.
Производится снижение шумов, но так же и искажается полезный сигнал.
Важно подбирать такой фильтр, который изменит полезный сигнал в пределах
допустимого, поэтому цель работы:
Цель: Разработка алгоритма фильтрации с заданным снижением амплитуды
флуктуации.
Задачи:
1) Моделирование фильтра и расчёт коэффициентов;
2) Построение зависимости амплитуды флуктуации после фильтрации от
частоты среза фильтра;
3) Определение частоты среза фильтра для заданного снижения амплитуды
флуктуации.

3.

Фильтрация сигнала
Фильтрация - это класс обработки сигналов. Определяющей
особенностью фильтров является полное или частичное подавление
некоторого аспекта сигнала. Чаще всего это означает удаление некоторых
частот или полос частот.
Основная задача выбора типа фильтра и его расчета заключается в
получении таких параметров, которые обеспечивают максимальную
вероятность обнаружения информационного сигнала на фоне помех.

4.

Частота среза – это частота, на
которой происходит спад амплитуды
выходного сигнала до значения
равного 1/корень(2) от входного.
Частота дискретизации — частота взятия отсчётов непрерывного по
времени сигнала при его дискретизации.
Дискретизация — представление непрерывной функции дискретной
совокупностью её значений при разных наборах аргументов.

5.

6.

7.

Моделирование фильтра
Рисунок 1 - Моделирование фильтра
Рисунок 2 - АЧХ

8.

Тестирование фильтра на
синусоидальном сигнале

9.

Тестирование фильтра на моделируемом
сигнале (при однонаправленной фильтрации)

10.

Тестирование фильтра на моделируемом
сигнале (при двунаправленной фильтрации)

11.

Реализация алгоритма фильтрации с заданным
снижением амплитуды флуктуации
Рисунок 3 - Фильтрация сигнала без шума
Рисунок 4 - Фильтрация с добавлением
шума через sin с частотой 250 и
амплитудой 100:

12.

Реализация алгоритма фильтрации с заданным
снижением амплитуды флуктуации
Рисунок 3 - Фильтрация сигнала без шума
Рисунок 4 - Фильтрация с добавлением
шума через sin с частотой 250 и
амплитудой 100:

13.

Рисунок 5 – Фильтрация зашумленного сигнала, в котором
есть разнообразные шумы

14.

15.

506

16.

Рисунок 6 – 3D график исследуемого сигнала, построенный через функцию plot

17.

Рисунок 7 – 3D график исследуемого сигнала, построенный через функцию surf

18.

Выводы
1.4,5 Гц
2.Изучены основные понятия, рассмотрены различные виды фильтров;
3.Проверка фильтра на моделируемом сигнале, в ходе которого
произошло снижение амплитуды и временной сдвиг;
4.Поэтапная фильтрация с изменением частоты среза фильтра;
5.Построение зависимости амплитуды флуктуации после фильтрации от
частоты среза фильтра??????