Mathcad projekt 1 LMmoj

background image

a

Parametry zadane dla projektowanego filtru cyfrowego:

fpass

400



Apass

3



fstop

500



Astop

40



fpr

1700



Obliczenie pulsacji unormowanych

Ωpass

2 π

fpass

fpr



Ωstop

2 π

fstop

fpr



Ωpass 1.4784

Ωstop 1.848

ωpass

2 fpr

tan

Ωpass

2



ωstop

2 fpr

tan

Ωstop

2



ωpass

3.1

10

3

ωstop 

Obliczenie pulsacji filtru prototypowego

ωstop_unor

ωstop
ωpass



ωpass_unor

1



ωstop_unor

1.453

Wyznaczenie wspólczynnika εoraz γ

d

10

0.1 Astop

1

10

0.1 Apass

1

100.233



ε

10

0.1 Apass

1

0.998



k

ωstop
ωpass

1.45



γ

1

ε

1.002



γ

1.002

Wyznaczenie rzedu filtru

N

ceil

acosh d

( )

acosh k

( )







N

6

Obliczenie biegunów transmitancji:

R

cosh

asinh γ

( )

N





1.011



r

sinh

asinh γ

( )

N







background image

R

1.011

r

0.148

k

0 N

1





ϕ

k

π

2

π

2 N

k

π

N



p

k

Re r e

i ϕ

k

i Im R e

i ϕ

k



ϕ

k

1.833
2.356

2.88

3.403
3.927
4.451

p

k

0.038

0.976i

0.104

0.715i

0.143

0.262i

0.143

0.262i

0.104

0.715i

0.038

0.976i

Odczytanie z tablicy wielomianów Czebyszewa postaci mianownika dla rzędu filtru 6 i
zafalowania równego 2dB

M s

( )

s

2

0.07646s

0.95483

s

2

0.20889s

0.52182

s

2

0.28535s

0.08880



Obliczenie iloczynu sprzężonych
biegunów

L

Re

0

N 1

k

p

k

 





0.044



Obliczenie wartości licznika
transmitancji

H s

( )

L

M s

( )



Za pomocą funkcji explicit podstawiamy wartość licznika i mianowanika

H s

( ) explicit ALL



0.04424673625782994

0.28535 s

s

2

0.0888

0.20889 s

s

2

0.52182

0.07646 s

s

2

0.95483

Otrzymujemy następującą transmitancję filtru prototypowego

background image

H s

( )

0.051441276666980777

0.35061 s

s

2

0.09993

0.09395 s

s

2

0.96595

0.25667 s

s

2

0.53294



M s

( ) substitute s

s

ωpass

=



1.1278260884886069746e-21 s

6

1.9950003956358954363e-18 s

5

1

M s

( )

9.326232271330151356e-21 s

6

1.4254402266602157165e-17 s

5

7.7353769682405426001e



Przemnożenie wartości liczniki i mianownika przez ω

pass

6

L1

L ωpass

6

3.923

10

19



M s

( ) ωpass

6

expand

8.553712759830705789582943e16 s

1.439831793540817944629861e14 s

2

M s

( )

2.988912882661539554892915e19 s

2.24923599379606564257174e16

5

s

2

1.15974464



H s

( )

L1

M s

( )



Za pomocą funkcji explicit podstawiamy liczniki i mianownik

background image

H s

( ) explicit ALL



2.988912882661539554892915e19

s

2.24923599379606564257174e16

5

s

2

H s

( )

2.988912882661539554892915e19

s

2.24923599379606564257174e16

5

s

2

1.159744647



Wyznaczenie charakterystyk czestotliwosciowych

ω

1 5



10000





A ω

( )

H i ω

(

)



0

1 10

3

2 10

3

3 10

3

4 10

3

0

0.5

1

A ω

( )

ω

charakterystyka amplitudowa

L ω

( )

20 log A ω

( )

(

)



charakterystyka amplitudowa logarytmiczna

background image

0

1 10

3

2 10

3

3 10

3

4 10

3

100

50

0

L ω

( )

ω

Φ ω

( )

arg H i ω

(

)

(

)



charakterystyka fazowa

0

1 10

3

2 10

3

3 10

3

4 10

3

4

2

0

2

4

Φ ω

( )

ω

P ω

( )

Re H i ω

(

)

(

)



wykres Nyquista

Q ω

( )

Im H i ω

(

)

(

)



background image

2

1

0

1

2

2

1

0

1

2

Q ω

( )

P ω

( )

Wyznaczenie charakterystyk czasowych

Odpowiedz impulsowa

2.988912882661539554892915e19

s

2.24923599379606564257174e16

5

s

2

1.15974464

Imp t

( )

156.5 e

102.4

t

cos 2140.0 t

(

)

215.9 e

102.4

t

sin 2140.0 t

(

)

133.2 e

382.1

t

cos 573.4

(



t

0 0.0001



0.2





background image

0

0.02

0.04

1

10

3

500

0

500

1 10

3

Imp t

( )

t

Wyznaczenie czasu ustalania

0

0.02

0.04

0.06

0.08

100

50

0

50

100

Imp t

( )

5

5

t

Imp 0.03745

(

)

4.565

Szacunkowy czas ustalania: ok.0.03745 s

Odpowiedz skokowa

Skok t

( )

1

s

2.988912882661539554892915e19

s

2.24923599379606564257174e16

5

s

2

1



background image

0

0.02

0.04

0

0.5

1

Skok t

( )

0.9

0.1

t

Skok 0.00176

(

)

0.102

0.0031

0.00176

1.34

10

3

Skok 0.0031

(

)

0.901

Szacunkowy czas narastania: 0.00134 s

Opoznienie grupowe

Wspolczynniki

m

2

N

2





α

m

2m

1

(

)

π

2N



γ

m

asinh

1

ε





N



b

m

1

cosh γ

m

 

2

cos α

m

 

2



a

m

2 b

m

sinh γ

m

 

cos α

m

 



j

1

Φ Ω

( )

arg

2

N

2

m

1

b

m

Ω

2

ωpass_unor

2

j

a

m

Ω

ωpass_unor



Tgrup Ω

( )

1

2 π

Ω

Φ Ω

( )

d

d



Ω

0.0005 0.001



2





background image

0

0.5

1

1.5

2

0

1

2

3

4

5

Opoznienie grupowe

Pulsacja unormowana

Tgrup Ω

( )

Ω

Wyznaczenie transmitancji filtru cyfrowego

Hcyf z

( )

2.988912882661539554892915e19

s

2.24923599379606564257174e16

5

s

2

1.1597446



H z

( )

6.619e21 z

1.655e22 z

2

2.206e22 z

3

1.655e22 z

4

6.619e21 z

5

1.103e21 z

6

8.019e23

z

1.781e24 z

2

2.482e24

z

3

2.295e24 z

4

1.347e24

z

5

4.416e23 z

6



R

R

Wyznaczenie charakterystyk czestotliwosciowych

f

0 1000





A f

( )

H e

i 2

 π

f

fpr











charakterystyka amplitudowa

background image

0

200

400

600

0

0.5

1

A f

( )

f

L f

( )

20 log A f

( )

(

)



Charakterystyka amplitudowa logarytmiczna

0

200

400

600

100

50

0

L f

( )

f

Charakterystyka fazowa

Φ f

( )

arg H e

i 2

 π

f

fpr



















background image

0

200

400

600

4

2

0

2

4

Φ f

( )

f

background image

4.502

10

3

53

background image

z

k

i sin ϕ

k

 



z

k

0.966i

0.707i

0.259i

0.259i

0.707i

0.966i

3

background image

.8016906006611633609e-14 s

4

2.3192889855535340335e-11 s

3

7.2769488515195126385e-8 s

2

0.0000

e-14 s

4

8.3730030147621144564e-11 s

3

1.6238798597906762274e-7 s

2

0.000096471004039749521662

7.424019625208994711504148e10 s

3

6.858661142168359674932842e7 s

4

12638.8300573046654406724

47574700473355964e13

5

s

3

1.071427063870997555539851e10

5

s

4

1.97437725794706478892415

background image

1.159744647574700473355964e13

5

s

3

1.071427063870997555539851e10

5

s

4

1.974377257947064

7574700473355964e13

5

s

3

1.071427063870997555539851e10

5

s

4

1.97437725794706478892415e6

background image

7574700473355964e13

5

s

3

1.071427063870997555539851e10

5

s

4

1.97437725794706478892415e6

t)

1028.0 e

382.1

t

sin 573.4 t

(

)

289.8

cos 1566.0 t

(

)

e

279.7

t

680.2

sin 1566.0 t

(

)

e

279.7

t

background image

1.159744647574700473355964e13

5

s

3

1.071427063870997555539851e10

5

s

4

1.97437725794706478

background image

47574700473355964e13

5

s

3

1.071427063870997555539851e10

5

s

4

1.97437725794706478892415e6

1.103e21

6

1.836e23

Real H z

( )

(

)

Real

background image

052727694437614653085 s

0.04424454588528

2 s

0.05144330376249

47 s

5

8.269211331889103300049558 s

6

4.561279818542667783649056e19

5e6

5

s

5

1291.77643190193926431956

5

s

6

5.03118577559646262154205e16 s

2

2.594165659048

background image

3.923187866413405e19

478892415e6

5

s

5

1291.77643190193926431956

5

s

6

5.03118577559646262154205e16

s

2

2.5941

5.5157619036700232e18

5 s

5

1291.77643190193926431956

5

s

6

5.03118577559646262154205e16

s

2

2.594165659048672

background image

5.5157619036700232e18

5

s

5

1291.77643190193926431956

5

s

6

5.03118577559646262154205e16

s

2

2.59416565904867

background image

5.5157619036700232e18

8892415e6

5

s

5

1291.77643190193926431956

5

s

6

5.03118577559646262154205e16

s

2

2.59416

background image

5.5157619036700232e18

6

5

s

5

1291.77643190193926431956

5

s

6

5.03118577559646262154205e16

s

2

2.5941656590486

background image

67211145413e13 s

3

2.396613169185126111075982e10 s

4

4.416370182250013343646125e6 s

5

2889.4

background image

16565904867211145413e13 s

3

2.396613169185126111075982e10

s

4

4.416370182250013343646125e6

211145413e13 s

3

2.396613169185126111075982e10

s

4

4.416370182250013343646125e6

s

5

2889.4

background image

7211145413e13 s

3

2.396613169185126111075982e10

s

4

4.416370182250013343646125e6

s

5

2889

background image

6565904867211145413e13 s

3

2.396613169185126111075982e10

s

4

4.416370182250013343646125e6

s

background image

67211145413e13 s

3

2.396613169185126111075982e10

s

4

4.416370182250013343646125e6

s

5

288

background image

4999134648641438727 s

6

1.336219876954570624540362e19

5

s

7.1254120041424899e21

5

1.59

background image

6 s

5

2889.4999134648641438727

s

6

1.336219876954570624540362e19

5

s

7.1254120041424899e2

4999134648641438727 s

6

1.336219876954570624540362e19

5

s

7.1254120041424899e21

5

1.593

background image

9.4999134648641438727 s

6

1.336219876954570624540362e19

5

s

7.1254120041424899e21

5

1.593

background image

s

5

2889.4999134648641438727

s

6

1.336219876954570624540362e19

5

s

7.1254120041424899e21

background image

89.4999134648641438727 s

6

1.336219876954570624540362e19

5

s

7.1254120041424899e21

5

1.59

background image

93842158821346425e22

background image

1

5

1.593842158821346425e22

842158821346425e22

background image

3842158821346425e22

invlaplace s



float 4



156.5 e

102.4

t

cos 2140.0 t

(

)

215.9 e

102.4

t

sin 2140.0 t

(

)

133

background image

5

1.593842158821346425e22

invlaplace s



float 4



0.1042

e

102.4

t

cos 2140.0 t

(

)

0.06817 e

102.4

t

sin

background image

93842158821346425e22

substitute s

2 fpr

z

1

z

1

=



float 4



103420.0 z

258550.0 z

2

344740.0 z

3

258550.0

2.629e7

z

6.049e7 z

2

8.487e7

z

3

7.667e7

background image

.2 e

382.1

t

cos 573.4 t

(

)

1028.0 e

382.1

t

sin 573.4 t

(

)

289.8

cos 1566.0 t

(

)

e

279.7

t

680.2

sin 156

(

background image

n 2140.0 t

(

)

1.349

e

382.1

t

cos 573.4 t

(

)

0.6664

e

382.1

t

sin 573.4 t

(

)

0.4528 cos 1566.0 t

(

)

e

279.7

background image

0 z

4

103420.0 z

5

17237.0 z

6

17237.0

z

4

4.277e7

z

5

1.232e7 z

6

5.555e6

background image

t

0.1041

sin 1566.0 t

(

)

e

279.7

t

0.9999


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:

więcej podobnych podstron