Аксенов, В.П. Сигнальные процессоры

121

f1 = 2.0*V; f2 = 3.0*V; % частота логической единицы и нуля

f3 = 1.15*f2; f4=1.55*f2; f5 = 1.9*f2; f6 = 2.4*f2; % точки АЧХ

[n,Wn,beta,ftype] = kaiserord ([f3,f4,f5,f6], [1 0 1], [Kp,Km,Kp], Fs);

% определен порядок n фильтра с окном Кайзера

b = fir1(n, Wn, ftype, kaiser (n+1, beta), 'noscale'); % расчет коэфф-ов РФ

[h,f]=freqz(b); % расчет АЧХ фильтра

subplot(1,2,1) % 1-ый график АЧХ с автоматическим выбором масштаба

plot(f/pi,20*log10(abs(h))) % график АЧХ в логарифмическом масштабе

grid on

title ('АЧХ в децибелах');

subplot(1,2,2) % 2-ой график АЧХ для определения пульсаций

plot(f/pi,20*log10(abs(h))) % график АЧХ в логарифмическом масштабе

ylim([-Rp Rp]) % диапазон Rp в децибелах

grid on % включение сетки на графике

title ('АЧХ в децибелах');

disp порядок_и_параметр_фильтра ;

n,beta

hh=impz(b); % расчет импульсной характеристики

figure

plot(hh) % график импульсной характеристики

title ('Импульсная характеристика');

interv=6; % количество битовых интервалов

t = 0:1/Fs:interv/V; % диапазон времени равен interv битовым интервалам

s11=A*sin(2*pi*f1*t).*(t<1/V); phi1=2*pi*f1/V; % сигнал ЧМ на 1-ом интервале

s12=A*sin(2*pi*f2*(t-1/V)+phi1).*(t>1/V).*(t<2/V);phi2=2*pi*f2/V;% 2-ой интервал

s13=A*sin(2*pi*f1*(t-2/V)+phi1+phi2).*(t>2/V).*(t<3/V); % 3-ий интервал

s14=A*sin(2*pi*f2*(t-3/V)+2*phi1+phi2).*(t>3/V).*(t<4/V); % 4-ый интервал

s15=A*sin(2*pi*f1*(t-4/V)+2*phi1+2*phi2).*(t>4/V).*(t<5/V); % 5-ый интервал

s16=A*sin(2*pi*f2*(t-5/V)+3*phi1+2*phi2).*(t>5/V).*(t<6/V); % 6-ой интервал

s17=A*sin(2*pi*f1*(t-6/V)+3*phi1+3*phi2).*(t>6/V).*(t<7/V); % 7-ой интервал

s18=A*sin(2*pi*f2*(t-7/V)+4*phi1+3*phi2).*(t>7/V).*(t<8/V); % 8-ой интервал

s = s11+s12+s13+s14+s15+s16+s17+s18; % расчет входного сигнала

figure

subplot(1,2,1)

122

plot(t,s) % график входного сигнала от времени

title ('входной сигнал от времени');

s1 = filter (b,1,s); % s1 - выходной сигнал фильтра

subplot(1,2,2)

plot(t,s1)

xlim([(interv-4)/V interv/V]) % вых-ой сигнал на 4 последних интервалах

grid on

title ('выходной сигнал на 4 интервалах');

% расчет мгновенной частоты по трем точкам входного сигнала s(t)

maxt =length(t)-5; % последние 5 точек вектора t не используются

m = 1:maxt; % m - количество точек для расчета частоты

con1=length(m);

z1=0.5; z21(1) =(f1+f2)/2;

for m = 2:maxt

if abs(s(m+1)) >0.01 z1 =0.5*(s(m)+s(m+2))/s(m+1);

end

if m > 1 z21(m) = z21(m-1);

end

if abs(z1) > 1 z1 = sign(0.5*(s(m)+s(m+2))/s(m+1));

end

z21(m) = Fs*acos(z1)/(2*pi); % расчет частоты входного сигнала

end

m=1:maxt;

con2=length(z21);

figure

subplot(1,2,1)

plot(m,z21) % график мгновенной частоты FВХ (m)

grid on % время t = m/FS

title ('частота входного сигнала от m');

% расчет мгновенной частоты по трем точкам выходного сигнала s1(t)

z1=0.5; z22(1) = (f1+f2)/2;

for m = 1:maxt

if abs(s1(m+1)) > 0.02 z1 =0.5*(s1(m)+s1(m+2))/s1(m+1); else z1 = 0.7;

end

123

if m > 1 z22(m) = z22(m-1);

end

if abs(z1) > 1 z1 = sign(0.5*(s1(m)+s1(m+2))/s1(m+1));

end

z22(m) = Fs*acos(z1)/(2*pi); % расчет частоты выходного сигнала

end

m=1:maxt;

subplot(1,2,2)

plot(m,z22) % график мгновенной частоты FВЫХ (m)

grid on % время t = m/FS

title ('частота выходного сигнала от m');

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Синтез полосового БИХ-фильтра при амплитудной манипуляции

% Полосовой БИХ-фильтр , амплитудная манипуляция

% функция - ellip

clear all; % уничтожаем все переменные

A = 5; Fs =32000; V = 600; % амплитуда, частота дискрет - ии, скорость

Rp = 1.5; Rs = 25; % пульсации и минимальное ослабление в децибелах

f1 = 6.0*V; f2 = f1; % f1 - частота входного сигнала

f3 = 0.40*f1; f4=0.85*f1; f5=1.35*f2; f6=1.75*f2; % точки АЧХ ВЧ-фильтра

w3 = 2*f3/Fs; w4 = 2*f4/Fs; w5 = 2*f5/Fs; w6 = 2*f6/Fs; % нормированная частота

[n, Wn] = ellipord([w4,w5],[w3,w6], Rp,Rs);

% определен порядок n фильтра

% n=7; % меняем порядок n фильтра, найденный функцией ellipord

[b,a] = ellip (n,Rp,Rs,Wn); % расчет коэфф-ов

[h,f]=freqz(b,a); % расчет АЧХ фильтра

subplot(1,2,1) % 1-ый график АЧХ с автоматическим выбором масштаба

plot(f/pi,20*log10(abs(h))) % график АЧХ в логарифмическом масштабе

ylim([-80 10])

grid on % включение сетки на графике

title ('АЧХ в децибелах');

124

subplot(1,2,2) % 2-ой график АЧХ для определения пульсаций

plot(f/pi,20*log10(abs(h))) % график АЧХ в логарифмическом масштабе

ylim([-Rp Rp]) % диапазон Rp в децибелах

grid on % включение сетки на графике

title ('АЧХ в децибелах');

disp порядок_фильтра ;

n

hh=impz(b,a); % расчет импульсной характеристики

figure

plot(hh) % график импульсной характеристики

xlim([0 150])

title ('Импульсная характеристика');

interv=8; % количество битовых интервалов

t = 0:1/Fs:interv/V; % диапазон времени равен interv битовым интервалам

s11 = A*sin(2*pi*f1*t).*(t<1/V); % сигнал ЧМ на 1-ом битовом интервале

s12 = 0.*(t>1/V).*(t<2/V); % 2-ой битовый интервал

s13 = A*sin(2*pi*f1*t).*(t>2/V).*(t<3/V); % 3-ий битовый интервал

s14 = 0.*(t>3/V).*(t<4/V); % 4-ый битовый интервал

s15 = A*sin(2*pi*f1*t).*(t>4/V).*(t<5/V); % 5-ый битовый интервал

s16 = 0.*(t>5/V).*(t<6/V); % 6-ой битовый интервал

s17 = A*sin(2*pi*f1*t).*(t>6/V).*(t<7/V); % 7-ой битовый интервал

s18 = 0.*(t>7/V).*(t<8/V); % 8-ой битовый интервал

s = s11+s12+s13+s14+s15+s16+s17+s18; % расчет входного сигнала

figure

subplot(1,2,1)

plot(t,s) % график входного сигнала от времени

title ('входной сигнал от времени');

s1 = filter (b,a,s); % s1 - выходной сигнал фильтра

subplot(1,2,2)

plot(t,s1)

xlim([(interv-6)/V interv/V]) % вых-ой сигнал на 6 последних интервалах

grid on

title ('выходной сигнал на 6 интервалах');

% расчет мгновенной частоты по трем точкам входного сигнала s(t)

125

maxt =length(t)-5; % последние 5 точек вектора t не используются

m = 1:maxt; % m - количество точек для расчета частоты

con1=length(m);

z1=0.5;z21(1) = 0;z24(1)= 0;

for m = 2:maxt

if abs(s(m+1)) >0.02 z1 =0.5*(s(m)+s(m+2))/s(m+1);

end

if m > 1 z21(m) = z21(m-1);

end

if abs(z1) > 1 z1 = sign(0.5*(s(m)+s(m+2))/s(m+1));

end

z21(m) = Fs*acos(z1)/(2*pi); % частота входного сигнала

% расчет амплитуды входного сигнала

z3=sqrt(abs(s(m+1)^2-s(m)*s(m+2)));

if abs(z21(m)) > 0.02 z24(m)=z3*Fs/(2*pi*z21(m));

else z24(m)= 0 ;% амплитуда входного сигнала

end

m=1:maxt;

con2=length(z21);

figure

subplot(1,2,1)

plot(m,z24) % график мгновенной амплитуды A_ВХ (m)

grid on % время t = m/FS

title ('амплитуда входного сигнала от m');

% расчет мгновенной частоты по трем точкам выходного сигнала s1(t)

z1=0.5; z34(1) = 0; z22(1) = (f1+f2)/2;

for m = 2:maxt

if abs(s1(m+1)) > 0.02 z1 =0.5*(s1(m)+s1(m+2))/s1(m+1); else z1 = 0.9;

end

if m > 1 z22(m) = z22(m-1);

end

if abs(z1) > 1 z1 = sign(0.5*(s1(m)+s1(m+2))/s1(m+1));

end

126

z22(m) = Fs*acos(z1)/(2*pi); % расчет частоты выходного сигнала

z3=sqrt(abs(s1(m+1)^2-s1(m)*s1(m+2)));

if abs(z22(m)) > 0.02 z34(m)=z3*Fs/(2*pi*z22(m));

else z34(m) = z34(m-1) ;% расчет амплитуды выходного сигнала

end

m=1:maxt;

subplot(1,2,2)

plot(m,z34) % график мгновенной амплитуды А_ВЫХ (m)

grid on % время t = m/FS

title ('амплитуда выходного сигнала от m');

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Синтез КИХ-фильтра НЧ при фазовой манипуляции

% КИХ-фильтр нижних частот, фазовая манипуляция

% окно Кайзера

clear all; % уничтожаем все переменные

A = 5; Fs =32000; V = 600; % амплитуда, частота дискрет - ии, скорость

Rp = 1.5; Rs = 25; % пульсации и минимальное ослабление в децибелах

Kp =(10^(Rp/10)-1)^0.5; Km = 10^(-Rs/20); % пересчет Rp, Rs в абсолют-ные значения

f1 = 4.0*V; f2 = f1; % f1 - частота входного сигнала

f3 = 1.20*f2; f4=1.65*f2; % точки АЧХ фильтра НЧ

[n,Wn,beta,ftype] = kaiserord ([f3,f4], [1 0], [Kp,Km], Fs);

% определен порядок n фильтра с окном Кайзера

b = fir1(n, Wn, ftype, kaiser (n+1, beta), 'noscale'); % расчет коэфф-ов

[h,f]=freqz(b); % расчет АЧХ фильтра

subplot(1,2,1) % 1-ый график АЧХ с автоматическим выбором масштаба

plot(f/pi,20*log10(abs(h))) % график АЧХ в логарифмическом масштабе

grid on % включение сетки на графике

title ('АЧХ в децибелах');

subplot(1,2,2) % 2-ой график АЧХ для определения пульсаций

plot(f/pi,20*log10(abs(h))) % график АЧХ в логарифмическом масштабе

ylim([-Rp Rp]) % диапазон Rp в децибелах

127

grid on % включение сетки на графике

title ('АЧХ в децибелах');

disp порядок_и_параметр_фильтра ;

n,beta

% pause

hh=impz(b); % расчет импульсной характеристики

figure

plot(hh) % график импульсной характеристики

title ('Импульсная характеристика');

% pause

interv=8; % количество битовых интервалов

t = 0:1/Fs:interv/V; % диапазон времени равен interv битовым интервалам

s11 = A*sin(2*pi*f1*t).*(t<1/V); % сигнал ЧМ на 1-ом битовом интервале

s12 = -A*sin(2*pi*f2*t).*(t>1/V).*(t<2/V); % 2-ой битовый интервал

s13 = A*sin(2*pi*f1*t).*(t>2/V).*(t<3/V); % 3-ий битовый интервал

s14 = -A*sin(2*pi*f2*t).*(t>3/V).*(t<4/V); % 4-ый битовый интервал

s15 = A*sin(2*pi*f1*t).*(t>4/V).*(t<5/V); % 5-ый битовый интервал

s16 = -A*sin(2*pi*f2*t).*(t>5/V).*(t<6/V); % 6-ой битовый интервал

s17 = A*sin(2*pi*f1*t).*(t>6/V).*(t<7/V); % 7-ой битовый интервал

s18 = -A*sin(2*pi*f2*t).*(t>7/V).*(t<8/V); % 8-ой битовый интервал

s = s11+s12+s13+s14+s15+s16+s17+s18; % расчет входного сигнала

figure

subplot(1,2,1)

plot(t,s) % график входного сигнала от времени

title ('входной сигнал от времени');

s1 = filter (b,1,s); % s1 - выходной сигнал фильтра

subplot(1,2,2)

plot(t,s1)

xlim([(interv-4)/V interv/V]) % вых-ой сигнал на 4 последних интервалах

grid on

title ('выходной сигнал на 4 интервалах');

% pause

% расчет мгновенной частоты по трем точкам входного сигнала s(t)

maxt =length(t)-5; % последние 5 точек вектора t не используются

128

m = 1:maxt; % m - количество точек для расчета частоты

con1=length(m);

z1=0.5;

for m = 1:maxt

if abs(s(m+1)) >0.02 z1 =0.5*(s(m)+s(m+2))/s(m+1);

end

if m > 1 z21(m) = z21(m-1);

end

if abs(z1) > 1 z1 = sign(0.5*(s(m)+s(m+2))/s(m+1));

end

z21(m) = Fs*acos(z1)/(2*pi); % расчет частоты входного сигнала

end

m=1:maxt;

con2=length(z21);

figure

subplot(1,2,1)

plot(m,z21) % график мгновенной частоты FВХ (m)

grid on % время t = m/FS

title ('частота входного сигнала от m');

% расчет мгновенной частоты по трем точкам выходного сигнала s1(t)

z1=0.5;

for m = 1:maxt

if abs(s1(m+1)) > 0.02 z1 =0.5*(s1(m)+s1(m+2))/s1(m+1);

end

if m > 1 z22(m) = z22(m-1);

end

if abs(z1) > 1 z1 = sign(0.5*(s1(m)+s1(m+2))/s1(m+1));

end

z22(m) = Fs*acos(z1)/(2*pi); % расчет частоты выходного сигнала

end

m=1:maxt;

subplot(1,2,2)

plot(m,z22) % график мгновенной частоты FВЫХ (m)

grid on % время t = m/FS

129

title ('частота выходного сигнала от m');

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Синтез полосового БИХ-фильтра при частной манипуляции

% Полосовой БИХ-фильтр, частотная манипуляция

% функция - ellip (эллиптический фильтр)

clear all; % уничтожаем все переменные

A = 5; Fs =32000; V = 600; % амплитуда, частота дискрет - ии, скорость

Rp = 1.5; Rs = 25; % пульсации и минимальное ослабление в децибелах

f1 = 2.0*V; f2 = 3.0*V; % f1,f2 - частоты входного сигнала

f3 = 0.40*f1; f4=0.85*f1; f5=1.35*f2; f6=1.75*f2; % точки АЧХ фильтра

w3 = 2*f3/Fs; w4 = 2*f4/Fs; w5 = 2*f5/Fs; w6 = 2*f6/Fs; % нормированная частота

[n, Wn] = ellipord([w4,w5],[w3,w6], Rp,Rs);

% определен порядок n фильтра

[b,a] = ellip (n,Rp,Rs,Wn); % расчет коэфф-ов

[h,f]=freqz(b,a); % расчет АЧХ фильтра

subplot(1,2,1) % 1-ый график АЧХ с автоматическим выбором масштаба

plot(f/pi,20*log10(abs(h))) % график АЧХ в логарифмическом масштабе

ylim([-60 10]) % диапазон АЧХ

grid on % включение сетки на графике

title ('АЧХ в децибелах');

subplot(1,2,2) % 2-ой график АЧХ для определения пульсаций

plot(f/pi,20*log10(abs(h))) % график АЧХ в логарифмическом масштабе

ylim([-Rp Rp]) % диапазон Rp в децибелах

grid on % включение сетки на графике

title ('АЧХ в децибелах');

disp порядок_фильтра ;

n

% pause

hh=impz(b,a); % расчет импульсной характеристики

figure

plot(hh) % график импульсной характеристики

130