طراحی فيلترهای ديجيتال توسط نرم افزار متلب [طراحی و شبيه سازی]

فيلترها در بسياری از مدارات الكترونيكی با كاربردهای گوناگون ديده می‌شوند. سيستم‌های مخابراتی‌, كنترلی ‌و الكترواپتيكی از اين جمله می‌باشند. فيلترهای‌ طراحی شده به منظور استفاده در اين سيستم ها  بنا به كاربردشان  به دو صورت آنالوگ و ديجيتال پياده سازی می‌شوند. هر كدام از اين دو دسته  از فيلترها مشخصات و كارايی های منحصر به خود را دارا می‌باشند‌.

در اين بين فيلترهای ديجيتال بيشتر مورد توجه قرار گرفته اند‌. اين دسته از فيلترها بسيار كاربردی بوده  و به كرات در سيستم های الكترونيكی مورد استفاده قرار می‌گيرند. از جمله مواردی كه باعث شده  تا فيلترهای ديجيتال بسيار مورد استفاده قرار گيرند  طراحی  و پياده سازی اين فيلترها توسط سيستم های كامپيوتری می‌باشد. به منظور دستيابی به شاخص هايی نظير flatness و sharpness مرتبه فيلترهای طراحی شده بالا می‌روند. دراين بين پياده سازی فيلترهای با مرتبه بالا به صورت آنالوگ  امری دشوار و بعضی موارد ناممكن می‌باشد . در مقابل پياده سازی فيلترهای ديجيتالی در روی سيستم‌های كامپيوتری دستيابی به شاخص‌های مورد نظر را تا حد بسيار زيادی آسان ساخته است. از جمله تراشه های مورد استفاده برای پياده سازی اين فيلترها می‌توان به FPGA اشاره كرد. هدف از انجام اين پايان نامه طراحی چند نوع فيلتر ديجيتال با كاربردها وشاخص های متفاوت می‌باشد . پارامترهای مورد نياز برای پياده سازی يك فيلتر ديجيتال ضرائب و تاخيرها می‌باشند. به منظور طراحی فيلترهای ديجيتال  نرم افزارهای گوناگوني موجود می‌باشند  كه از كاربردی‌ترين  آنها  می توان به نرم افزار matlab اشاره كرد.  فيلتر مورد نظر با توجه به شاخص های آن در اين نرم افزار طراحی می‌شود.

 

در رشته الكترونيك فيلتر ديجيتال  سيستمی است كه به منظور حذف بخشی از سيگنال ورودی يا بهبود كيفيت آن  عملگرهای رياضی را بر سيگنال نمونه برداری‌شده (ديجيتال) اعمال می‌نمايد. هر فيلتر ديجيتال از سه بخش مبدل آنالوگ به ديجيتال  پردازنده و مبدل ديجيتال به آنالوگ تشكيل شده است.

به طور كلی مراحل طراحی يك فيلتر ديجيتال به صورت زير است.

در اين پروژه ما مراحل زير را دنبال می‌نماييم

1. مرحله اصول طراحی شامل تعاريف اوليه ,توابع تبديل فيلترهای مشهور(باتروث, چبي شف ,الپتيك) و مقايسه آنها ,مقايسه فيلترها از لحاظ فناوری ساخت( فيلترهای آنالوگ , المان توزيع شده ,مكانيكی و ديجيتال) , مقايسه‌ی فيلترهای  FIR و IIR , بررسی فيلترهای وفقی و كاربردهای آن  وبررسی فيلتر كالمن شامل اصول طراحي فيلترهای IIR(طراحی فيلتر باتروث و چبی شف , تبديل فركانسی تبديل فيلتر آنالوگ به ديجيتال) و اصول طراحی فيلترهای FIR(تعريف فاز خطي , انواع پاسخ ضربه , فيلتر ايده آل,توابع پنجره ای , اثر گيپس ومثالی از طراحی يك فيلتر مرتبه‌‌ی هشت),  ساختار فيلترهای FIR (مستقيم وكاسكود) و ساختار فيلترهای IIR (مستقيم نوع اول, مستقيم نوع دوم, كاسكود و موازی) می‌باشد.
2. مرحله دوم شامل ابزارهای كامپيوتری (fdatoolوsystem generator) می‌باشد.
3. مرحله سوم در اين مرحله براي سه كاربرد مختلف  فيلترهای لازم را طراحی و شبيه سازی می‌نماييم.

دانلود فایل

 

منبع:  میکرودیزاینرالکترونیک