Федосов В.П., Нестеренко А.К. - Цифровая обработка сигналов в LabVIEW

Цифровая обработка сигналов в LabVIEW

Год: 2007
Автор: Федосов В.П., Нестеренко А.К.
Издательство: ДМК Пресс
ISBN: 5-8327-0269-7
Язык: Русский
Формат: PDF
Качество: Изначально компьютерное (eBook)
Количество страниц: 256
Описание: Учебное пособие содержит материалы для освоения программно-аппаратных средств National Instruments по спектральному анализу, применению окон сглаживания, узлов цифровых систем связи, синтезу и анализу цифровых фильтров, программированию и тестированию сигнальных процессоров, программированию ПЛИС, виброакустическому анализу, проектированию цифровых фильтров, сопряжению LabVIEW с другими программными средствами для цифровой обработки сигналов. Пособие предназначено для студентов, магистрантов, аспирантов и специалистов, изучивших начальный курс LabVIEW.

Примеры страниц

Оглавление
Предисловие ............................................................................................ 16
1
Введение в цифровую обработку сигнала и анализ в LabVIEW ...... 18
2
Цифровая связь и LabVIEW .................................................................... 27

2.1. Обычный цифровой приемник .......................................................... 30

2.2. Приемник подвыборки ...................................................................... 31
Резюме ..................................................................................................... 36
3
Получение сигнала в LabVIEW ............................................................... 38

3.1. Сигнал в обычном цифровом приемнике ........................................... 38

3.2. Сигнал в цифровом приемнике с прореживанием выборки .............. 43

3.2.1. Выбор частоты дискретизации.......................................................... 45

3.2.2. ОСШ при прореживании выборки.................................................... 46

3.2.3. Прореживание выборки и спектральное размещение сигнала ............. 53

3.3. Другие методы дискретизации .......................................................... 54

3.3.1. Цифровой осциллограф .................................................................. 55

3.3.2. Анализатор спектра радиосигнала .................................................... 55

3.3.3. Карта дискретизации аналогового сигнала ......................................... 56

3.3.4. Звуковая карта ................................................................................ 56
Резюме ..................................................................................................... 57
4
Цифровая фильтрация(Digital Filtering) ................................................ 60

4.1. Введение в фильтрацию ..................................................................... 60

4.2. Преимущества цифровой фильтрации по сравнению
с аналоговой фильтрацией........................................................................ 60

4.3. Классификация цифровых фильтров ................................................... 61

4.3.1. Импульсная характеристика (Impulse Response) ................................. 61

4.3.2. Классификация фильтров по импульсной характеристике .................... 62

4.3.3. Коэффициенты фильтра .................................................................... 63

4.3.4. Характеристики идеальных фильтров................................................. 63

4.3.5. Практические (неидеальные) фильтры ............................................... 65

4.3.6. Полоса перехода ........................................................................... 65

4.4. Пульсации АЧХ в полосе пропускания и в полосе ослабления .......... 65

4.5. Частота дискретизации ...................................................................... 67

4.6. КИХХфильтры ...................................................................................... 67

4.6.1. Отводы (Taps) ................................................................................. 68

4.6.2. Проектирование КИХХфильтров ....................................................... 68

4.6.3. Проектирование КИХХфильтров с помощью окон (Windowing) ............ 72

4.6.4. Проектирование оптимальных КИХХфильтров
на основе использования алгоритма ParkssMcClellan .................................... 73

4.6.5. Проектирование Equiripple КИХХфильтров
на основе использования алгоритма ParkssMcClellan .................................... 73

4.6.6. Проектирование узкополосных КИХХфильтров .................................. 74

4.6.7. Проектирование широкополосных КИХХфильтров ............................. 76

4.7. БИХ(IIR))фильтры ................................................................................ 77

4.7.1. Каскадная форма БИХХфильтрации .................................................... 78

4.7.2. Фильтрация второго порядка ........................................................... 79

4.7.3. Фильтрация четвертого порядка ....................................................... 80

4.7.5. Типы БИХХфильтров ......................................................................... 81

4.7.6. Минимизация пиковой ошибки ......................................................... 81

4.7.7. Фильтры Баттерворта (Butterworth)................................................... 81

4.7.8. Фильтры Чебышева ......................................................................... 82

4.7.9. Фильтры Чебышева II ...................................................................... 82

4.7.10. Эллиптические фильтры ................................................................. 84

4.7.11. Фильтры Бесселя .......................................................................... 85

4.7.12. Проектирование БИХХфильтров ..................................................... 85

4.7.13. Характеристики БИХХфильтра в LabVIEW .......................................... 87

4.7.14. Переходный отклик ....................................................................... 88

4.8. Сравнение КИХХ и БИХХфильтров ....................................................... 88

4.9. Нелинейные фильтры ......................................................................... 89

4.10. Выбор проекта цифрового фильтра ................................................. 91
5
Спектральный анализ .............................................................................. 93

5.1. Различия между частотной областью и временной областью ............. 93

5.2. Отношения Парсеваля ....................................................................... 95

5.3. Преобразование Фурье ..................................................................... 95

5.4. Дискретное преобразование Фурье ................................................. 97

5.4.1. Отношения между выборками из N отсчетов
в области частот и в области времени ........................................................ 97

5.4.2. Пример ДПФ ................................................................................. 98

5.4.3. Информация об амплитуде и фазе...................................................100

5.4.4. Частотный интервал между выборками ДПФ .................................... 101

5.5. Основные принципы БПФ ................................................................ 103

5.5.1. Вычисление частотных составляющих .............................................. 104

5.5.2. Быстродействие БПФ .................................................................... 104

5.5.3. Дополнение нулями ...................................................................... 105

5.5.4. Виртуальный прибор БПФ (VI FFT) ...................................................106

5.5.5. Отображение частотной информации после преобразования ...........106

5.5.6. Двухстороннее БПФ, центрированное относительно
постоянной составляющей ..................................................................... 108

5.5.7. Математическое представление двустороннего БПФ,
центрированного относительно постоянной составляющей ....................... 108

5.5.8. Создание двустороннего БПФ с постоянной составляющей
в центре ............................................................................................... 109

5.6. Спектр мощности ..................................