Parametry zadane dla projektowanego filtru cyfrowego: f
pass
400
Apass
3
f
stop
500
Astop
40
f
pr
1700
Obliczenie pulsacji unormowanych fpass
fstop
Ω
pass
2 π
Ωstop
2 π
fpr
fpr
Ω
pass
1.4784
Ωstop 1.848
Ωpass
Ωstop
ω
pass
2 fpr tan
ω
stop
2 fpr tan
2
2
3
ω
pass
3.1
10
ωstop
Obliczenie pulsacji filtru prototypowego ωstop
ω
stop_unor
ω
ω
ω
pass_unor
1
stop_unor
1.453
pass
Wyznaczenie wspólczynnika εoraz γ
0.1Astop
10
1
0.1A
ω
pass
d
100.233
stop
ε
10
1 0.998
0.1A
k
1.45
pass
10
1
ωpass
1
γ
1.002
γ 1.002
ε
Wyznaczenie rzedu filtru
acosh(d)
N ceil
N
6
acosh(k)
Obliczenie biegunów transmitancji:
asinh(γ)
asinh(γ)
R cosh
r
sinh
N
1.011
N
r 0.148
k 0 N 1
π
π
π
iϕ
k
i ϕk
ϕ
k
p
Re re
i Im Re
k
2
2N
N
k
ϕ
k
1.833
2.356
0.038
0.976i
2.88
0.104
0.715i
3.403
0.143
0.262i
p
3.927
k
0.143
0.262i
4.451
0.104
0.715i
0.038
0.976i
Odczytanie z tablicy wielomianów Czebyszewa postaci mianownika dla rzędu filtru 6 i zafalowania równego 2dB
2
2
2
M(s)
s 0.07646s 0.95483 s 0.20889s 0.52182 s 0.28535s 0.08880
N
1
Obliczenie iloczynu sprzężonych
L Re
p
0.044
biegunów
k
k
0
Obliczenie wartości licznika
transmitancji
L
H(s) M(s)
Za pomocą funkcji explicit podstawiamy wartość licznika i mianowanika H(s) explicit ALL
0.04424673625782994
2
2
2
0.28535s s 0.0888
0.20889s s 0.52182
0.07646s s 0.95483
Otrzymujemy następującą transmitancję filtru prototypowego
H(s)
2
2
2
0.35061s s 0.09993
0.09395s s 0.96595
0.25667s s 0.53294
s
6
5
M(s) substitute s
=
1.1278260884886069746e-21 s 1.9950003956358954363e-18 s 1
ωpass
6
5
M(s) 9.326232271330151356e-21s 1.4254402266602157165e-17 s 7.7353769682405426001e Przemnożenie wartości liczniki i mianownika przez 6
ω
pass
6
19
L
1
L ωpass
3.923
10
6
2
M(s)ω
pass expand
8.553712759830705789582943e16 s 1.439831793540817944629861e14 s 2
M(s) 2.988912882661539554892915e19 s
2.24923599379606564257174e16
5s 1.1597446
4
L1
H(s)
Za pomocą funkcji explicit podstawiamy liczniki i mianownik M(s)
2
2.988912882661539554892915e19
s 2.24923599379606564257174e16 5s
H(s)
2
2.988912882661539554892915e19
s 2.24923599379606564257174e16 5s 1.159744647
Wyznaczenie charakterystyk czestotliwosciowych ω 1 5
10000
A(ω) H(iω)
1
A(ω)
0.5
charakterystyka amplitudowa
0
3
3
3
3
0
110
210
310
410
ω
L(ω) 20 log(A(ω))
charakterystyka amplitudowa logarytmiczna
L(ω)
50
100
3
3
3
3
0
110
210
310
410
ω
Φ(ω) arg(H(iω))
charakterystyka fazowa
4
2
Φ(ω) 0
2
4
3
3
3
3
0
110
210
310
410
ω
P(ω) Re(H(iω))
wykres Nyquista
Q(ω) Im(H(iω))
1
Q(ω) 0
1
2 2
1
0
1
2
P(ω)
Wyznaczenie charakterystyk czasowych Odpowiedz impulsowa
2
2.988912882661539554892915e19
s 2.24923599379606564257174e16 5s 1.15974464
102.4t
102.4t
382.1t
Imp(t) 156.5e
cos(2140.0t) 215.9e
sin(2140.0t) 133.2e
cos(573.4
t 0 0.0001
0.2
110
500
Imp(t)
0
500
3
110 0
0.02
0.04
t
Wyznaczenie czasu ustalania
100
50
Imp(t)
5
0
5
50
1000
0.02
0.04
0.06
0.08
t
Imp(0.03745)
4.565
Szacunkowy czas ustalania: ok.0.03745 s Odpowiedz skokowa
1
Skok(t)
s
2
2.988912882661539554892915e19
s 2.24923599379606564257174e16 5s 1
Skok(t)
0.9
0.1
0.5
00
0.02
0.04
t
3
Skok(0.00176) 0.102
0.0031 0.00176 1.34 10
Skok(0.0031) 0.901
Szacunkowy czas narastania: 0.00134 s Opoznienie grupowe
1
N
π
asinh
Wspolczynniki
m 2
α (2m 1)
ε
2
m
2N
γ
m
N
1
b
a
2b sinh γ cos α
m
m
m
m
m
cosh γ
2 cos α 2
m
m
j
1
N
2
2
Ω
Ω
Φ(Ω)
arg
1 b
j a
m
2
m ω
pass_unor
m
2
ω
pass_unor
1
d
T
grup(Ω)
Φ(Ω)
2π dΩ
Ω 0.0005 0.001
2
4
3
Tgrup(Ω)
2
1
00
0.5
1
1.5
2
Ω
Pulsacja unormowana
Wyznaczenie transmitancji filtru cyfrowego H
cyf (z)
2
2.988912882661539554892915e19
s 2.24923599379606564257174e16 5s 1.1597446
2
3
4
5
6
6.619e21z 1.655e22z 2.206e22z 1.655e22z 6.619e21z 1.103e21z
H(z)
2
3
4
5
6
8.019e23
z 1.781e24z 2.482e24
z 2.295e24z 1.347e24
z 4.416e23z
R
Wyznaczenie charakterystyk czestotliwosciowych
f 0 1000
i2 f
π
f
pr
A(f ) He
charakterystyka amplitudowa
A(f)
0.5
00
200
400
600
f
L(f ) 20 log(A(f ))
Charakterystyka amplitudowa logarytmiczna 0
50
L(f)
100
0
200
400
600
f
i2
f
π
Charakterystyka fazowa
f
pr
Φ(f ) argHe
2
Φ(f) 0
2
40
200
400
600
f
4.502 10
53
k
k
0.966i
0.707i
0.259i
z
k
0.259i
0.707i
0.966i
3
3
2
.8016906006611633609e-14 s 2.3192889855535340335e-11 s 7.2769488515195126385e-8 s 0.0000
4
3
2
e-14 s 8.3730030147621144564e-11 s 1.6238798597906762274e-7 s 0.000096471004039749521662
3
4
7.424019625208994711504148e10 s 6.858661142168359674932842e7 s 12638.8300573046654406724
3
4
47574700473355964e13 5s
1.071427063870997555539851e10
5s 1.9743772579470647889241
5
4
1.159744647574700473355964e13 5s 1.071427063870997555539851e10 5s 1.974377257947064
3
4
7574700473355964e13 5s 1.071427063870997555539851e10 5s 1.97437725794706478892415e6
4
7574700473355964e13 5s 1.071427063870997555539851e10 5s 1.97437725794706478892415e6
382.1t
279.7t
279.7t
t) 1028.0e
sin(573.4t) 289.8
cos(1566.0t)e
680.2
sin(1566.0t)e
4
1.159744647574700473355964e13 5s 1.071427063870997555539851e10 5s 1.97437725794706478
4
47574700473355964e13 5s 1.071427063870997555539851e10 5s 1.97437725794706478892415e6
1.103e21
6 1.836e23
Real
R
(H(z))
052727694437614653085 s 0.04424454588528
2 s 0.05144330376249
5
6
47 s 8.269211331889103300049558 s 4.561279818542667783649056e19
5
6
2
5e6 5s
1291.77643190193926431956
5s 5.03118577559646262154205e16 s 2.594165659048
5
6
2
478892415e6 5s 1291.77643190193926431956 5s
5.03118577559646262154205e16
s 2.594
1
5.5157619036700232e18
5
6
2
5s 1291.77643190193926431956 5s
5.03118577559646262154205e16
s 2.59416565904867
2
5
6
2
5s 1291.77643190193926431956 5s
5.03118577559646262154205e16
s 2.5941656590486
7
5
6
2
8892415e6 5s 1291.77643190193926431956 5s
5.03118577559646262154205e16
s 2.5941
6
5
6
2
6 5s 1291.77643190193926431956 5s
5.03118577559646262154205e16
s 2.594165659048
6
4
5
67211145413e13 s 2.396613169185126111075982e10 s 4.416370182250013343646125e6 s 2889.4
4
16565904867211145413e13 s
2.396613169185126111075982e10
s 4.416370182250013343646125e
6
3
4
5
211145413e13 s
2.396613169185126111075982e10
s 4.416370182250013343646125e6
s 2889.
4
4
5
7211145413e13 s
2.396613169185126111075982e10
s 4.416370182250013343646125e6
s 288
9
4
6565904867211145413e13 s
2.396613169185126111075982e10
s 4.416370182250013343646125e6
s
4
5
67211145413e13 s
2.396613169185126111075982e10
s 4.416370182250013343646125e6
s 28
8
4999134648641438727 s
1.336219876954570624540362e19
5s 7.1254120041424899e21
5 1.59
6
6 s
2889.4999134648641438727
s 1.336219876954570624540362e19 5s 7.1254120041424899e2
6
4999134648641438727 s 1.336219876954570624540362e19 5s 7.1254120041424899e21 5 1.593
9.4999134648641438727 s 1.336219876954570624540362e19 5s 7.1254120041424899e21 5 1.593
6
s
2889.4999134648641438727
s 1.336219876954570624540362e19 5s 7.1254120041424899e21
89.4999134648641438727 s 1.336219876954570624540362e19 5s 7.1254120041424899e21 5 1.59
1 5 1.593842158821346425e22
842158821346425e22
102.4t
102.4t
cos(2140.0t) 215.9e
sin(2140.0t) 133
float 4
156.5 e
3842158821346425e22
102.4t
102.4t
cos(2140.0t) 0.06817e
sin
float 4
0.1042
e
5 1.593842158821346425e22
substitute s
= 2
z
1
f
pr
2
3
z 1
103420.0z 258550.0z 344740.0z 258550.0
float 4
2
3
93842158821346425e22
2.629e7
z 6.049e7z 8.487e7
z 7.667e7
382.1t
279.7t
.2e
cos(573.4t) 1028.0e
sin(573.4t) 289.8
cos(1566.0t)e
680.2
sin(156
382.1t
279.7
n(2140.0t)
1.349
e
cos(573.4t) 0.6664
e
sin(573.4t) 0.4528cos(1566.0t)e
5
6
0z 103420.0z 17237.0z 17237.0
4
5
6
z
4.277e7
z 1.232e7z 5.555e6
279.7t
0.1041
sin(1566.0t)e
0.9999