งานนำเสนอกำลังจะดาวน์โหลด โปรดรอ

งานนำเสนอกำลังจะดาวน์โหลด โปรดรอ

EEET0485 Digital Signal Processing DSP7-1 DSP 7 Digital Filter Structures โครงสร้างตัวกรองดิจิตอล ดร. พีระพล ยุวภูษิตานนท์ ภาควิชา วิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์

งานนำเสนอที่คล้ายกัน


งานนำเสนอเรื่อง: "EEET0485 Digital Signal Processing DSP7-1 DSP 7 Digital Filter Structures โครงสร้างตัวกรองดิจิตอล ดร. พีระพล ยุวภูษิตานนท์ ภาควิชา วิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์"— ใบสำเนางานนำเสนอ:

1 EEET0485 Digital Signal Processing DSP7-1 DSP 7 Digital Filter Structures โครงสร้างตัวกรองดิจิตอล ดร. พีระพล ยุวภูษิตานนท์ ภาควิชา วิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์

2 EEET0485 Digital Signal Processing DSP7-2 เป้าหมาย • นศ รู้จักความหมายของตัวกรองดิจิตอล และ โครงสร้างแบบต่างๆ • นศ รู้จักวิธีการสร้างตัวกรองดิจิตอล ที่ แสดงในรูปของกราฟการไหลสัญญาณ (signal flow graph) จากฟังก์ชันถ่ายโอน (transfer function)

3 EEET0485 Digital Signal Processing DSP7-3 Digital Filters โทรคมนาคม Digital Controller การแพทย์ Bluetooth Mobile Receivers Digital TV X- rays 3-D reconstruction special effects CD/ DAT ดนตรี เครื่องเสียง motor control Aircraft control ECG monitoring

4 EEET0485 Digital Signal Processing DSP7-4 การใช้งานตัวกรองดิจิตอล • ตัวกรองดิจิตอลคือการประมวลผล สัญญาณในโดเมนเวลาเพื่อดัดแปลง ผลตอบสนองทางความถี่ในทางขนาด และ / หรือ เฟส ตัวกรองดิจิตอล Digital Filter ตัวอย่าง 1: เพื่อกรองสัญญาณรบกวน ออกจาก สัญญาณที่ต้องการ เช่นสัญญาณเสียงที่มีการรบกวนจากสภาวะรอบข้าง สัญญาณเสียง + สัญญาณรบกวน สัญญาณเสียง

5 EEET0485 Digital Signal Processing DSP7-5 การใช้งานตัวกรองดิจิตอล ( ต่อ ) ตัวอย่าง 2: แยกสัญญาณที่ปะปนกัน เช่นในการวัดสัญญาณคลื่นไฟฟ้า หัวใจ (ECG) ของแม่และทารกในครรภ์ ที่จะมีการปะปนของสอง สัญญาณ ตัวกรองดิจิตอล Digital Filter สัญญาณ ECG แม่ + สัญญาณ ECG ทารก สัญญาณ ECG ทารก สัญญาณ ECG แม่

6 EEET0485 Digital Signal Processing DSP7-6 ชนิดของตัวกรองดิจิตอล ตัวกรองดิจิตอลอาจจะแสดงในรูปสมการความแตกต่าง หรืออยู่ในรูป ฟังก์ชันถ่ายโอน (Transfer function) ซึ่งเป็น สมการความแตกต่างอันดับที่หนึ่ง

7 EEET0485 Digital Signal Processing DSP7-7 ชนิดของตัวกรองดิจิตอล ( ต่อ ) ตัวกรองอิมพัลส์จำกัด (Finite Impulse Response: FIR) ตัวกรองอิมพัลส์ไม่จำกัด (Infinite Impulse Response: IIR) h(n) …

8 EEET0485 Digital Signal Processing DSP7-8 บล็อกย่อยของตัวกรองดิจิตอล • หน่วยพื้นฐาน (Basic Elements) – ตัวบวก – ตัวคูณ – ตัวหน่วงเวลา A หมายเหตุ : ลูกศรที่ไม่เขียนค่ากำกับไว้ จะเท่ากับการคูณด้วย “1”

9 EEET0485 Digital Signal Processing DSP7-9 ตัวกรองดิจิตอลและ ผลตอบสนองความถี่ ได้ผลตอบสนองความถี่ เมื่อใช้การแปลง z เราจะได้ฟังก์ชันถ่ายโอน หรือ ตัวกรองดิจิตอล ให้ ตัวอย่าง สมการความแตกต่างหนึ่งแสดงได้เป็น

10 EEET0485 Digital Signal Processing DSP7-10 ผลตอบสนองความถี่ของ dsp_7_1.eps w = [0:0.01:pi];% frequency points H = *exp(- i * w); subplot(2,1,1);plot( w, abs(H)) subplot(2,1,2);plot( w, angle(H)) MATLAB code เราได้ ตัวกรองดิจิตอล แบบ วงจรกรองต่ำผ่าน (Low pass filter)

11 EEET0485 Digital Signal Processing DSP7-11 โครงสร้างของตัวกรองดิจิตอล •FIR –Direct form –Cascade form –Linear-phase form –Frequency- sampling •IIR –Direct form I and II –Cascade form –Parallel form

12 EEET0485 Digital Signal Processing DSP7-12 FIR Direct Form เนื่องจากตัวกรอง FIR มีสมการเป็น ตัวอย่างกรณี q=3 องค์ประกอบของตัวหน่วงเวลาและตัวคูณ จึงตรงไปตรงมา

13 EEET0485 Digital Signal Processing DSP7-13 FIR: Cascade Form โดยที่ โครงสร้าง นี้จะแบ่ง ออกเป็น ตัวกรองแบบออเดอร์ที่สอง หลายๆ ตัว ซึ่งหมายถึงการปัด “ ลง ” เลขจำนวนต็ม

14 EEET0485 Digital Signal Processing DSP7-14 FIR: Cascade Form ( ต่อ ) กรณี M=5

15 EEET0485 Digital Signal Processing DSP7-15 FIR: Linear-phase Form 1 สมมาตร (symmetric) 2. สมมาตรตรงกันข้าม (Anti-symmetric) ตัวกรองที่มีเฟสเชิงเส้น นั้นสามารถมีผลตอบสนองอิมพัลส์ได้ทั้งแบบ : ถ้า N เป็น เลขคู่ และ h(n) เป็น สมมาตร (1) ตัวอย่าง กรณี N=6

16 EEET0485 Digital Signal Processing DSP การรวบเทอมช่วยให้ลดการคูณลงไป 50 % !!

17 EEET0485 Digital Signal Processing DSP7-17 FIR: Linear-phase Form TYPE I ( กรณี N= เลขคู่ )...

18 EEET0485 Digital Signal Processing DSP7-18 FIR: Linear-phase Form TYPE II ( กรณี N = เลขคี่ )...

19 EEET0485 Digital Signal Processing DSP7-19 FIR: Frequency Sampling (1) เป็นการสร้างตัวกรองโดยใช้ สัมประสิทธิ์ จาก DFT จาก DFT

20 EEET0485 Digital Signal Processing DSP7-20 FIR: Frequency Sampling (2) เทียบเท่ากับ การ cascade ของ วงจรกรอง และตัวกรองแบบหนึ่งโพล จำนวน N ตัว

21 EEET0485 Digital Signal Processing DSP7-21 FIR: Frequency Sampling (3)

22 EEET0485 Digital Signal Processing DSP7-22 IIR: Direct Forms FIR ตัวกรองแบบ IIR มีฟังก์ชันถ่ายโอนเป็น เขียนเป็นสมการความแตกต่าง (difference eq.) จะพบว่า ส่วนของตัวกรอง FIR คือส่วนตัวเศษ nominator ดังนั้น รูปแบบแรกของตัวกรอง IIR จึงเป็น Direct form

23 EEET0485 Digital Signal Processing DSP7-23 IIR: Direct Form I

24 EEET0485 Digital Signal Processing DSP7-24 สลับลำดับของ “ เศษ ” และ “ ส่วน ” ส่วนเศษ

25 EEET0485 Digital Signal Processing DSP7-25 IIR: Direct Form II

26 EEET0485 Digital Signal Processing DSP7-26 IIR: Cascade เราสามารถใช้โครงสร้าง cascade ของ FIR กับตัวกรอง IIR ได้ ซึ่งเป็นตัวกรองอันดับที่ 1 แต่หาก สปส เป็นเลขเชิงซ้อน เราได้ ซึ่งมีโครงสร้างเป็นตัวกรองอันดับที่สอง

27 EEET0485 Digital Signal Processing DSP7-27 IIR: Cascade ( ต่อ )

28 EEET0485 Digital Signal Processing DSP7-28 IIR: Parallel Form ใช้วิธี Partial Fraction Expansion ในการแยก factor ได้ เรายังสามารถ แยกส่วนประกอบออกเป็นผลคูณของเทอมย่อยๆ โดยที และ เป็นเลขเชิงซ้อน

29 EEET0485 Digital Signal Processing DSP7-29 IIR: Parallel Form ( ต่อ ) กรณี N =4 ( Ns=2)

30 EEET0485 Digital Signal Processing DSP7-30 ตัวอย่างโจทย์ FIR เป็นตัวกรองที่มีโครงสร้างแบบ linear phase type II จงหาผลตอบสนองความถี่ ของตัวกรองดิจิตอลแบบ FIR

31 EEET0485 Digital Signal Processing DSP7-31 ตัวอย่างโจทย์ FIR 1 หาสัญญาณ ณ แต่ละ “node”

32 EEET0485 Digital Signal Processing DSP7-32 ตัวอย่างโจทย์ FIR 1 รวมสัญญาณ ที่ node

33 EEET0485 Digital Signal Processing DSP7-33 ตัวอย่างโจทย์ FIR 1 คูณสัญญาณ

34 EEET0485 Digital Signal Processing DSP7-34 ตัวอย่างโจทย์ FIR 1 ได้ เอาท์พุทเมื่ออินพุทเป็นอิมพัลส์ แปลง DTFT ซึ่งทำให้ได้ ผลตอบสนองความถี่

35 EEET0485 Digital Signal Processing DSP7-35 ตัวอย่างโจทย์ IIR 1 จาก ฟังก์ชันถ่ายโอนข้างล่าง จงสร้างตัวกรองดิจิตอลในแบบ direct form I และ direct form II หาผลคูณของเทอมส่วน

36 EEET0485 Digital Signal Processing DSP7-36 ตัวอย่างโจทย์ IIR 1 Direct form I

37 EEET0485 Digital Signal Processing DSP7-37 ตัวอย่างโจทย์ IIR 1 Direct form II

38 EEET0485 Digital Signal Processing DSP7-38 ตัวอย่างโจทย์ IIR 2 จงหา ฟังก์ชันถ่ายโอน H(z) จาก โครงสร้าง direct form II ข้างล่างนี้

39 EEET0485 Digital Signal Processing DSP7-39

40 EEET0485 Digital Signal Processing DSP7-40

41 EEET0485 Digital Signal Processing DSP7-41 ได้ฟังก์ชันถ่ายโอนเป็น

42 EEET0485 Digital Signal Processing DSP7-42 สรุป • ตัวกรองดิจิตอลมีสองแบบ คือ FIR และ IIR • เราสร้างตัวกรองดิจิตอลได้จากทั้งฟังก์ชัน ถ่ายโอน หรือจาก สมการความแตกต่าง • หรือ ในทางกลับกันเราสามารถหาฟังก์ชัน ถ่ายโอน และ ผลตอบสนองความถี่ จากตัว กรองดิจิตอลได้

43 EEET0485 Digital Signal Processing DSP7-43 ECG ที่ไม่มีสัญญาณรบกวน

44 EEET0485 Digital Signal Processing DSP7-44 ECG ที่มีสัญญาณรบกวน 50 Hz

45 EEET0485 Digital Signal Processing DSP7-45 ECG ที่ถูกกำจัดสัญญาณ 50 Hz


ดาวน์โหลด ppt EEET0485 Digital Signal Processing DSP7-1 DSP 7 Digital Filter Structures โครงสร้างตัวกรองดิจิตอล ดร. พีระพล ยุวภูษิตานนท์ ภาควิชา วิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์

งานนำเสนอที่คล้ายกัน


Ads by Google