BCB 3 TN XLSTH

THIẾT KẾ VÀ THỰC HIỆN BỘ LỌC IIR TRÊN MATLAB Giảng viên hướng dẫn: Huỳnh Văn Phận Họ tên sinh viên: Nguyễn Trần Tú Anh MSSV: 1910770 Lớp: L06... Vẽ sơ đồ khối dạng trực tiếp 1 của bộ lọc

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

 - -BÀI CHUẨN BỊ THÍ NGHIỆM XỬ LÝ SỐ TÍN

HIỆU BÀI 4 THIẾT KẾ VÀ THỰC HIỆN BỘ LỌC IIR

TRÊN MATLAB Giảng viên hướng dẫn: Huỳnh Văn Phận

Họ tên sinh viên: Nguyễn Trần Tú Anh

MSSV: 1910770 Lớp: L06

Câu 3 Viết chương trình Matlab thực hiện giải thuật xử lý mẫu dạng trực tiếp để thực hiện bộ lọc IIR tổng quát có bậc M có tín hiệu ngõ vào x

Code:

clc;

close all;

a = input('Nhap he so mau:');

b = input('Nhap he so tu:');

M = length(a);

Lv= length(b);

xn= input('Nhap gia tri ngo vao:');

w = zeros(1,M+1);

L = length(xn);

v = zeros(1,L);

for i = 1 : L

v(1) = xn(i);

for j = 1 : M

w(1) = w(1)-a(j).*w(j+1);

end

for r = 1 : Lv

w(1) = w(1)+b(r).*v(r);

end

y(i) = w(1);

for k = L : -1 : 2

v(k) = v(k-1);

end

for t = M+1 : -1 : 2

w(t) = w(t-1);

end

end

Kết quả mô phỏng:

Câu 4 Cho bộ lọc IIR có hàm truyền

1 Vẽ sơ đồ khối dạng trực tiếp 1 của bộ lọc Vẽ đáp ứng tần số của bộ lọc (có thể sử dụng hàm freqz trên Matlab) Tìm ngõ ra y(n) khi ngõ vào x(n) = [1,

2, -1, 1]

Code Matlab:

clc;

close all;

a=[2 -3 0 4];

b=[1 0.2 -0.3 0 0.5];

[H, w] = freqz(a,b);

H_magnitude = abs(H);

plot(w/pi,H_magnitude);

xlabel('w');

ylabel('Amplitude');

title('Dap ung tan so');

Kết quả mô phỏng:

2 Sử dụng chương trình Matlab đã viết ở câu hỏi chuẩn bị 3 để xác định ngõ ra của bộ lọc khi ngõ vào x n ( ) = [ 1, 2, 1,1 − ]

Kiểm tra tính chính xác với kết quả tính được ở ý 1

Code Matlab:

clc;

close all;

a = [1 0.2 -0.3 0 0.5];

b = [2 -3 0 4];

M = length(a);

Lv= length(b);

xn= [1 2 -1 1];

w = zeros(1,M+1);

L = length(xn);

v = zeros(1,L);

for i = 1 : L

v(1) = xn(i);

for j = 1 : M

w(1) = w(1)-a(j).*w(j+1); end

for r= 1 : Lv

w(1) = w(1)+b(r).*v(r);

end

y(i) = w(1);

for k = L : -1 : 2

v(k) = v(k-1);

end

for t = M+1 : -1 : 2

w(t) = w(t-1);

end

end

Kết quả mô phỏng:

Kết quả tính ở ý 2 giống với ý 1.

Câu 5 Viết chương trình Matlab thực hiện giải thuật xử lý mẫu dạng chính tắc để thực hiện bộ lọc IIR tổng quát có bậc M có ngõ vào x Sau đó tính ngõ ra với các thông số bộ lọc và ngõ vào như câu hỏi chuẩn bị 4.

Code Matlab:

clc;

close all;

a = [1 0.2 -0.3 0 0.5];

b = [2 -3 0 4];

M = length(a);

Lv= length(b);

xn= [1 2 -1 1];

w = zeros(1,M+1);

Lx= length(xn);

y = zeros(1,Lx);

for i = 1 : Lx

for j = 2 : M

w(1) = xn(i)-a(j).*w(j+1);

end

for r = 1 : Lv

y(i)=y(i)+b(r).*w(r);

end

for t = M : -1 : 2

w(t) = w(t-1);

end

end

Kết quả mô phỏng:

Câu 6 Viết chương trình Matlab thực hiện giải thuật xử lý mẫu (dạng nối tiếp) để thực hiện bộ lọc IIR dạng nối tiếp với K = 5 tầng của các bộ lọc IIR bậc 2 với ma trận hệ số bộ lọc sos và ma trận trạng thái trung gian W có ký hiệu như trên (Để thuận tiện, sinh viên có thể cho ma trận sos, tín hiệu ngõ vào x(n) bất kỳ để kiểm tra chương trình)

Code Matlab:

clc

clear

K=input('So tang cua bo loc:');

B=zeros(K,3);

A=zeros(K,3);

for i=1:K

fprintf('cot:%d\n',i);

for i1=1:3

b=input('Gia tri cua tu:');

B(i,i1)=b;

end

end

for i=1:K

fprintf('cot:%d\n',i);

for i1=1:3

a=input('Gia tri cua mau:');

A(i,i1)=a;

end

end

w=zeros(K,3);

k=input('nhap cot:');

x=zeros(1,k);

for i=1:k

g=input('Nhap gia tri cho x:');

x(1,i)=g;

end

k1=input('So mau can tinh cua y:');

while k1<k

k1=input('So mau can tinh cua y:');

end

y=zeros(1,k1);

d=zeros(1,K);

xn=zeros(1,k1);

c=zeros(1,k1);

t=k+1:1:k1;

xn=[x zeros(size(t))];

for i=1:k1

c(1,1)=xn(1,i);

for i1=1:K

w(i1,1)=c(1,i1)-A(i1,2)*w(i1,2)-A(i1,3)*w(i1,3);

d(1,i1)=B(i1,1)*w(i1,1)+B(i1,2)*w(i1,2)+B(i1,3)*w(i1,3);

w(i1,3)=w(i1,2);

w(i1,2)=w(i1,1);

c(1,i1+1)=d(1,i1);

end

y(1,i)=d(1,K);

end

Kết quả mô phỏng:

Câu 7 Cho bộ lọc IIR có hàm truyền nối tiếp

1 Xác định ma trận hệ số bộ lọc sos (A, B) và ma trận các biến trạng thái trung gian W đối với bộ lọc trên.

2 Vẽ sơ đồ khối với bộ lọc dạng nối tiếp với các thông số trên.

3 Viết lưu đồ giải thuật xử lý mẫu cho bộ lọc trên.

4 Viết chương trình Matlab thực hiện giải thuật xử lý mẫu trên để tìm ngõ ra của bộ lọc khi ngõ vào x(n) = [1, 2, -1, 1]

Code Matlab:

clc;

close all;

xn=[1,2,-1,1];

sos=[3 -4 2 1 -0.4 0.5;3 4 2 1 0.4 0.5;9 -4 4 1 0.84 0.25];

B = sos(:,1:3);

A= sos(:,4:6);

W=zeros(size(B));

K=length(B);

for ii=0:K

xn(1)=xn(ii+1);

for n=0:K-1

W(n+1,1)=xn(n+1)-A(n+1,2)*W(n+1,2)-A(n+1,3)*W(n+1,3);

y(n+1)=B(n+1,1)*W(n+1,1)+B(n+1,2)*W(n+1,2)+B(n+1,3)*W(n+1,3);

W(n+1,3)=W(n+1,2);

W(n+1,2)=W(n+1,1);

xn(n+2)=y(n+1);

end

y(ii+1)=y(K-1);

end

Kết quả mô phỏng:

1 CHUẨN BỊ LÝ THUYẾT THÍ NGHIỆM

1.2 Bộ lọc IIR

Cho một bộ lọc có hàm truyền như sau:

2

4 25

0 1

5 )

−

− +

=

z z

z H

6 Vẽ đáp ứng biên độ - tần số và pha - tần số của bộ lọc?

7 Xác định đặc tính của bộ lọc?

Bộ lọc thông dải.