ЦИФРОВАЯ ФИЛЬТРАЦИЯ НИЗКОЧАСТОТНЫХ СИГНАЛОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВОЗМОЖНОСТЕЙ MATLAB

Гомозов Д.С.

Руководитель: Павлейно М.А., доц. физического факультета СПбГУ.

физический факультет СПбГУ

Ссылка на оригинал:     http://niirf.spbu.ru/CON/VII-stud/xx1.doc

Данный доклад посвящен анализу возможностей MATLAB и его пакетов расширения для решения задачи цифровой фильтрации низкочастотных аналоговых сигналов, используя в качестве АЦП стандартные звуковые платы, поддерживаемые операционной системой Windows. В докладе обсуждаются особенности работы следующих пакетов расширения MATLAB:

• Data Acquisition, предоставляющего широкие возможности для обработки информации получаемой с PC-совместимого оборудования для сбора данных;
• Filter Design, позволяющего проектировать цифровые фильтры на основе большого числа разнообразных алгоритмов и имеющего удобный интерфейс пользователя;
• Signal Processing, основного и самого мощного инструмента MATLAB в области цифровой обработки сигналов, реализующего множество способов обработки, визуализации и создания сигналов, взаимодействующего с большим числом пакетов расширения MATLAB, связанных с обработкой сигналов.

В докладе рассмотрены основные этапы обработки сигналов. Во-первых, это сбор данных. Рассмотрены способы получения данных либо непосредственно от внешних источников сигнала, либо из wave-файлов, а также сохранение данных в wave-формате и в формате DOUBLE и преобразование одного формата в другой. Продемонстрировано использование звуковой карты компьютера в качестве АЦП низкочастотных сигналов и взаимодействие с ней системы MATLAB с помощью пакета расширения Data Acquisition. Далее рассмотрены способы визуализации и анализа собранных данных во временной и частотной области. Эта часть включает в себя такие операции, как расчет спектра сигнала, просмотр временных и частотных характеристик сигнала. Здесь детально проанализированы возможности пакета Signal Processing. Следующим этапом рассмотрены способы проектирования цифровых фильтров. В частности, обсуждаются такие вопросы, как выбор типа фильтра и задание его параметров, синтез цифрового фильтра, просмотр его характеристик, преобразование типов фильтров, сохранение параметров фильтров, возможности импорта и экспорта фильтров. В заключительной части доклада продемонстрировано применение перечисленных выше возможностей системы MATLAB для решения задачи цифровой фильтрации звукового сигнала.

Литература

• Сергиенко А. Б. Цифровая обработка сигналов: Учебник для вузов. 2-е изд. – СПб.: Питер, 2006. – 751 с.: ил.