Skład grupy.	Indeks	Rok Akad.	Kierunek / specjalność	Nr Stan. lab.
		III III	Elektronika/Aparatura Elektroniczna Elektronika/EZI

1. Cel ćwiczenia

Głównym celem , który możemy zdefiniować w stosunku do wykonywanego ćwiczenia jest poznanie sposobu implementacji filtrów FIR(o skończonej odpowiedzi impulsowej) w poznawanym przez nas środowisku CSS oraz sprawdzenia ich działania na używanej przez nas płytce. Jednym z celów jest również przypomnienie podstawowych informacji dotyczących filtrów FIR oraz ich współczynników.

2. Przebieg ćwiczenia

a) Początkowo skonfigurowaliśmy stanowisko zgodnie z instrukcją zwracając uwagę na poprawność podłączenia odpowiednich wejść. Następnym krokiem było stworzenie nowego projektu , ze standardową procedurą zaczerpniętą z instrukcji do pierwszego ćwiczenia laboratoryjnego. Do projektu dołączone zostały niezbędne do wykonania naszych eksperymentów pliki „Lab4-FIR Filters”.

b)Zauważyliśmy , że do pliku „main.c” poprzez #include zostały dołączone współczynniki filtrów , związane z odpowiednimi oknami: Hamminga ,Hanninga itd.

c) Testowanie nowo stworzonego programu opiera się tak jak w poprzednich laboratoriach na odsłuchu sygnału muzycznego w głośnikach. Zestaw dołączonych filtrów wpłynął znacząco na odsłuchiwany sygnał. Jako , że filtr dolnoprzepustowy podaje niskie tony na wcześniej wybrany kanał , a górnoprzepustowy tony wysokie mogliśmy zaobserwować wpływ poszczególnych filtrów dołączonych wcześniej do programu laboratoryjnego na nasz sygnał muzyczny.

d) Zgodnie z instrukcją kod został zmodyfikowany. Modyfikacja miała na celu zyskanie możliwości zapisu próbek zarówno wejściowych jak i wyjściowych w tablicach. Została ona przeprowadzona zgodnie z poprzednim laboratorium , w konstrukcji „switch” przy każdym „case” zostały dodane linie:

leftout[idx]=left_output;

rightout[idx]=right_output;

leftinp[idx]=left_input;

rightinp[idx]-right_input;

idx++;

idx=idx%480;

e) Po przeprowadzeniu powyższych modyfikacji wygenerowany został sygnał sinusoidalny o różnych częstotliwościach. Analiza FFT sygnału z leftinp , nie ukazywała wyraźnego prążka dla ustawionej częstotliwości (np. f=4kHz) gdyż sygnał lewego głośnika został poddany filtracji (zależnie od aktualnej fgr , która może być równa:500,1000,2000,3000Hz dla aktualnie używanego filtru).Filtr dolnoprzepustowy nie przepuścił sygnału f=4kHz dla żadnego rodzaju filtru , jednak gdyby nasz sygnał był generowany z częstotliwością np. f=2,5 Khz zostałby przepuszczony dla fgr=3000 Hz.

Sygnał sinusoidalny generowany na prawy głośnik jest poddawany filtracji górnoprzepustowej , o czym przekonać możemy się obserwując na wykresie FFT wyraźny prążek przy 4 kHz dla wszystkich częstotliwości granicznych. Analogicznie gdyby częstotliwość naszego sinusa była <500Hz nie moglibyśmy zaobserwować wyraźnego prążka dla żadnej z częstotliwości granicznych.

3) Odpowiedzi na pytania zawarte w instrukcji

Omawiane filtry nazywane są filtrami o skończonej odpowiedzi impulsowej. Skąd słowo „skończona”?

Słowa „skończona” charakteryzuje ten rodzaj filtrów cyfrowych ze względu wyjście wyliczane tylko na podstawie wejścia. Sygnał wyjściowy jest zależny od ilości próbek na wejściu, które w tym rodzaju filtrów są określone liczbowo (zazwyczaj w granicach od 20 do 50), w związku z powyższych ich odpowiedź impulsowa jest skończona.

Czym jest funkcja okna stosowana w filtrach cyfrowych?

Funkcja okna jest sposobem pobierania próbek z danego sygnału. Modyfikuje ona współczynniki w taki sposób , by wpłynąć korzystnie na parametry filtru.

W jaki sposób okno można użyć do polepszenia jakości filtru?

Funkcja okna ma za zadanie taką modyfikację współczynników filtru aby jak najlepiej przybliżały ciąg nieskończony. Idealny filtr powinien mieć nieskończoną liczbę współczynników , jednak filtry FIR mają ich ograniczona liczbę. W związku w powyższym funkcja okna ma za zadanie zrekompensowanie po części braków wynikających z ograniczonej liczby współczynników filtru.

W jaki sposób można wyliczyć współczynniki filtru?

Posiadając charakterystykę częstotliwościową , aby uzyskać współczynniki filtru konieczne jest odwrotne przekształcenie Fouriera. Uzyskując odpowiedź impulsową filtru jednocześnie uzyskujemy szukane współczynniki filtru.

4) Wnioski

Podczas wykonywania ćwiczenia mieliśmy okazję zapoznania się ze sposobem użytkowania filtrów FIR o różnej częstotliwości granicznej przy generacji sinusa oraz z ich wpływem na wrażenia słuchowe przy sygnale muzycznym. Zapoznaliśmy się również ze znaczeniem i sposobem używania funkcji okna , która niewątpliwe ma duży wpływ na parametry filtru poprzez jego modyfikację jego współczynników.

5) Wyposażenie/aparatura

Sprzęt wykorzystywany na laboratorium:

• komputer z odpowiednim oprogramowanie CSS

• płytka testowa „USB STICK”

• kabel USB

• głośniki.

	Filtry o skończonej odpowiedzi impulsowej	4
Autor sprawozdania	Temat ćwiczenia	Nr ćwicz.

Laboratorium procesorów sygnałowych data / termin:12.12.2014/Piątek 13:15

1

Autor sprawozdania	Temat ćwiczenia	Nr ćwicz.

Laboratorium procesorów sygnałowych data: ..........................

---