Katsaus suodatukseen



Samankaltaiset tiedostot
Suodattimet. Suodatintyypit: Bessel Chebyshev Elliptinen Butterworth. Suodattimet samalla asteluvulla (amplitudivaste)

SGN-1200 Signaalinkäsittelyn menetelmät Välikoe

SMG-1100: PIIRIANALYYSI I. Verkkojen taajuusriippuvuus: suo(dat)timet

SGN-1200 Signaalinkäsittelyn menetelmät, Tentti

SGN-1200 Signaalinkäsittelyn menetelmät Välikoe

SGN-1200 Signaalinkäsittelyn menetelmät, Tentti

SGN-1200 Signaalinkäsittelyn menetelmät, Tentti

SGN-1200 Signaalinkäsittelyn menetelmät, Tentti

Luento 8. Suodattimien käyttötarkoitus

Digitaalinen signaalinkäsittely Desibeliasteikko, suotimen suunnittelu

SGN-1200 Signaalinkäsittelyn menetelmät, Tentti

SGN-1200 Signaalinkäsittelyn menetelmät, Tentti

LOPPURAPORTTI Lämpötilahälytin Hans Baumgartner xxxxxxx nimi nimi

SGN-1200 Signaalinkäsittelyn menetelmät, Tentti

SGN Signaalinkäsittelyn perusteet Välikoe Heikki Huttunen

TL5503 DSK, laboraatiot (1.5 op) Suodatus 1 (ver 1.0) Jyrki Laitinen

Alipäästösuotimen muuntaminen muiksi perussuotimiksi

Analogiatekniikka. Analogiatekniikka

Digitaalinen Signaalinkäsittely T0125 Luento

Radioamatöörikurssi 2015

SÄÄTÖJÄRJESTELMIEN SUUNNITTELU

1 Olkoon suodattimen vaatimusmäärittely seuraava:

Luento 8. Suodattimien käyttötarkoitus

Vastekorjaus (ekvalisointi) Lähteet: Zölzer. Digital audio signal processing. Wiley & Sons. Zölzer (ed.) DAFX Digital Audio Effects. Wiley & Sons.

Luento 8. tietoverkkotekniikan laitos

Radioamatöörikurssi 2013

SUODATTIMET. Suodatinteorian perusteita

T Digitaalinen signaalinkäsittely ja suodatus

Elektroniikka, kierros 3

Radioamatöörikurssi 2017

20 Kollektorivirta kun V 1 = 15V Transistorin virtavahvistus Transistorin ominaiskayrasto Toimintasuora ja -piste 10

Radioamatöörikurssi 2014

Elektroniikan perusteet, Radioamatööritutkintokoulutus

4. kierros. 1. Lähipäivä

Tuntematon järjestelmä. Adaptiivinen suodatin

Luento 7. LTI-järjestelmät

LABORATORIOTYÖ 2 A/D-MUUNNOS

SÄÄTÖJÄRJESTELMIEN SUUNNITTELU

FYSP105 / K3 RC-SUODATTIMET

LABORATORIOTYÖ 2 A/D-MUUNNOS

Remez-menetelmä FIR-suodinten suunnittelussa

Harjoitustyö 1. Signaaliprosessorit Sivu 1 / 11 Vähämartti Pasi & Pihlainen Tommi. Kaistanestosuodin, estä 2 khz. Amplitudi. 2 khz.

TL5503 DSK, laboraatiot (1.5 op) Suodatus 2 (ver 1.0) Jyrki Laitinen

1 PID-taajuusvastesuunnittelun esimerkki

KOHINA LÄMPÖKOHINA VIRTAKOHINA. N = Noise ( Kohina )

R = Ω. Jännite R:n yli suhteessa sisäänmenojännitteeseen on tällöin jännitteenjako = 1

Dynaamisten systeemien teoriaa. Systeemianalyysilaboratorio II

OPERAATIOVAHVISTIN. Oulun seudun ammattikorkeakoulu Tekniikan yksikkö. Elektroniikan laboratoriotyö. Työryhmä Selostuksen kirjoitti

IIR-suodattimissa ongelmat korostuvat, koska takaisinkytkennästä seuraa virheiden kertautuminen ja joissakin tapauksissa myös vahvistuminen.

Missä mennään. systeemi. identifiointi. mallikandidaatti. validointi. malli. (fysikaalinen) mallintaminen. mallin mallin käyttötarkoitus, reunaehdot

Säätötekniikan matematiikan verkkokurssi, Matlab tehtäviä ja vastauksia

Signaalinkäsittelyn sovellukset

z muunnos ja sen soveltaminen LTI järjestelmien analysointiin

SGN Bachelor's Laboratory Course in Signal Processing ELT Tietoliikenne-elektroniikan työkurssi. Äänitaajuusjakosuodintyö ( )

Vahvistimet. Käytetään kvantisointi alue mahdollisimman tehokkaasti Ei anneta signaalin leikkautua. Mittaustekniikka

12. Stabiilisuus. Olkoon takaisinkytketyn vahvistimen vahvistus A F (s) :

Analogiapiirit III. Tentti

Taajuustason tekniikat: Boden ja Nyquistin diagrammit, kompensaattorien suunnittelu. Vinkit 1 a

Elektroniikan perusteet, Radioamatööritutkintokoulutus

A/D-muuntimia. Flash ADC

SGN-1251 Signaalinkäsittelyn sovellukset Välikoe Heikki Huttunen

1 Tarkastellaan digitaalista suodatinta, jolle suurin sallittu päästökaistavärähtely on 0.05 db ja estokaistalla vaimennus on 44 db.

S Signaalit ja järjestelmät

3. kierros. 2. Lähipäivä

1 Vastaa seuraaviin. b) Taajuusvasteen

Digitaalinen signaalinkäsittely Kuvankäsittely

RADIOTEKNIIKKA 1 HARJOITUSTYÖ S-2009 (VERSIO2)

Aktiivinen jakosuodin Linkwitz-korjauksella

Tietoliikennesignaalit & spektri

Hyvyyskriteerit. ELEC-C1230 Säätötekniikka. Luku 8: Säädetyn järjestelmän hyvyys aika- ja taajuustasossa, suunnittelu taajuustasossa, kompensaattorit

MITTALAITTEIDEN OMINAISUUKSIA ja RAJOITUKSIA

1 Äänisignaalin tallentaminen ja analysointi... 2 Q Q Q Q Häiriönpoisto... 5 Q Q Q2.3...

OPERAATIOVAHVISTIMET 2. Operaatiovahvistimen ominaisuuksia

Dynaamisten systeemien identifiointi 1/2

Esipuhe. Tampereella, 9. toukokuuta 2003, Heikki Huttunen

2. kierros. 2. Lähipäivä

: Johdatus signaalinkäsittelyyn 2

Suomenkielinen käyttöohje

TL5231, Signaaliteoria (S2004) Matlab-harjoituksia

M2A Suomenkielinen käyttöohje.

Spektri- ja signaalianalysaattorit

SÄÄTÖJÄRJESTELMIEN SUUNNITTELU

Operaatiovahvistimen vahvistus voidaan säätää halutun suuruiseksi käyttämällä takaisinkytkentävastusta.

Mittalaitetekniikka. NYMTES13 Vaihtosähköpiirit Jussi Hurri syksy 2014

T DSP (Harjoitustyö 2003, v. 5.01) Sivu 2 / 9

Kompleksianalyysi, viikko 6

ELEC-C5070 Elektroniikkapaja (5 op)

SIGNAALITEORIAN KERTAUSTA OSA 2

Esimerkki: Laaduntasaussäiliö. Esimerkki: Laaduntasaussäiliö. Taajuusanalyysi. ELEC-C1230 Säätötekniikka. Luku 7: Taajuusanalyysi

Esimerkki: Laaduntasaussäiliö. Esimerkki: Laaduntasaussäiliö. Taajuusanalyysi. ELEC-C1230 Säätötekniikka. Luku 7: Taajuusanalyysi

Mediaanisuodattimet. Tähän asti käsitellyt suodattimet ovat olleet lineaarisia. Niille on tyypillistä, että. niiden ominaisuudet tunnetaan hyvin

Säätötekniikan ja signaalinkäsittelyn työkurssi

RATKAISUT: 22. Vaihtovirtapiiri ja resonanssi

ELEC-C6001 Sähköenergiatekniikka, laskuharjoitukset oppikirjan lukuun 10 liittyen.

k=0 saanto jokaisen kolmannen asteen polynomin. Tukipisteet on talloin valittu

TASA- JA VAIHTOVIRTAPIIRIEN LABORAATIOTYÖ 5 SUODATINPIIRIT

SGN Signaalinkäsittelyn perusteet Välikoe Heikki Huttunen

SMG-5250 Sähkömagneettinen yhteensopivuus (EMC) Jari Kangas Tampereen teknillinen yliopisto Elektroniikan laitos

ELEC-C1230 Säätötekniikka. Luku 8: Säädetyn järjestelmän hyvyys aika- ja taajuustasossa, suunnittelu taajuustasossa, kompensaattorit

Luento 7. tietoverkkotekniikan laitos

Transkriptio:

Katsaus suodatukseen Suodatuksen perustaa, ideaaliset suotimet, käytännön toteutuksia Suodatus Suodatusta käytetään yleensä signaalin muokkaukseen siten, että 2 poistetaan häiritsevä signaali hyötysignaalin joukosta 2 vähennetään kohinan vaikutusta hyötysignaaliin 2 muokataan taajuuskäyttäytymistä haluttuun suuntaan (vahvistus ja/tai vaihesiirto) 2 rajoitetaan signaalin kaistanleveyttä 2...

Suotimet Suodattimet voidaan karkeasti jakaa: Aktiivisiin tai passiivisiin Analogisiin tai digitaalisiin Lineaarisiin tai epälineaarisiin Kausaalisiin tai ei-kausaalisiin... Tavanomaiset suotimet ovat lineaarisia, aikainvariantteja sekä kausaalisia, keskitymme seuraavaksi lähinnä tämäntyyppisiin analogisiin suotimiin Suodin Suotimien ominaisuukset halutaan yleensä esittää taajuustasossa, jolloin ollaan kiinnostuttu suotimen vahvistuksen ja vaihekulman käyttäytymisestä taajuuden funktiona BODE Usein halutaan suunnitella suodin, jolla muokataan vahvistusta ja/tai vaihetta eri taajuuksilla halutulla tavalla Suotimen ominaisuudet voidaan määritellä monella tapaa, mutta siirtofunktioesitysmuoto on kätevä tapa analysoida suodinta

Siirtofunktio Kuten aikaisemmilta luentokerroilta muistamme, kuvaa siirtofunktio järjestelmän tulon ja lähdön välisen riippuvuuden Toinen tärkeä asia oli impulssivaste Jos näistä jompikumpi tiedetään, voidaan järjestelmän(suotimen) käyttäytyminen laskea analyyttiseti H ( s) Y ( s) b s + b m m 1 m m 1 = = n n 1 X ( s) s + an 1s + s + K+ b1s + b K+ a s + a 1 Taajuustarkastelu Taajuustarkasteluun päästiin siirtofunktiosta Fourier-muunnoksen avulla Tämähän kävi helposti siirtofunktion avulla sijoituksella s=jω Tämän jälkeen meitä usein kiinnostava taajuusvaste saadaan laskettua (Muistettavaa on, että siirtofunktio ja taajuusvaste on määritelty vain sinimuotoisille signaaleille, vaikka taajuusvasteesta näkee paljon muitakin asioita)

Napojen ja nollien vaikutus Aiemmin opitut keinot napojen ja nollien sijoitteluun s-tasossa pätevät hyvin suodinsuunnittelussa napa tietyllä taajuudella vahvistaa signaalia nolla vastaavasti vaimentaa, nolla kannattaa sijoittaa imaginääriakselille maksimaalisen vaimennuksen saavuttamiseksi Suotimien perustyypit Seuraavassa on lueteltu lineaaristen suotimien perustyypit: ALIPÄÄSTÖ YLIPÄÄSTÖ KAISTANPÄÄSTÖ KAISTANESTO ALL-PASS (LOW PASS) (HIGH PASS) (BANDPASS) (BAND REJECT) Edellä mainitut suotimien perustyypit esiintyvät sekä analogisessa että digitaalisessa signaalinkäsittelyssä

Suotimien perustyypit H PÄÄSTÖ- KAISTA ESTO- KAISTA H ESTO- KAISTA PÄÄSTÖ- KAISTA H ESTO- PÄÄSTÖ- KAISTA KAISTA ESTO- KAISTA H f f a) b) c) PÄÄSTÖ-ESTO- PÄÄSTÖ- KAISTA KAISTA KAISTA H arg(h) f Ideaalisten suotimien taajuusvasteiden itseisarvot a) - d),sekä all-pass suotimen itsesiarvoja vaihevaste, e d) e) f f Suotimet Reaaliset suotimet eivät luonnollisesti vastaa ideaalisten suotimien vasteita, vaan mm. päästö- ja estokaistan siirtymä on loiva verrattuna ideaalitapaukseen Suotimen kertaluvun lisääminen luonnollisesti lisää siirtymän jyrkkyyttä, mutta tekee suotimesta monimutkaisemman Lisäksi yleensä joudutaan suunnittelemaan joko haluttua taajuusvasteen itseisarvoa tai vaihevastetta.

Lähde: Sedra&Smith, Microelectronic Circuits Ryhmäviive Taajuus- ja impulssivasteen lisäksi meitä kiinnostaa joskus suotimen ryhmäviive tai ryhmäkulkuaikaviive (group delay, GD) Suotimen läpi kulkiessaan signaalin vaihe ja amplitudi muuttuvat GD tai vaiheviive ovat käteviä analysoitaessa suotimen vaihekäyttäytymistä

Ryhmäviive Ajatellaan esimerkkinä signaalia, joka sisältää eri taajuuksia (esim. puhe) Vaiheviive kertoo signaalin viiveen eri taajuuskomponenteilla sen mennessä suotimen läpi (eri taajuuksilla siis menee erilainen aika signaalin kulkiessa järjestelmän läpi -> Särö) GD kertoo taas keskimääräisen viiveen muutoksen taajuuden suhteen θ ( ω ) Tp ( ω ) = ω dθ ( ω ) Tg ( ω ) = dω Alipäästösuodin Tarkastellaa ensimmäisenä alipäästösuotimen ominaisuuksia Yksinkertainen ensimmäisen kertaluvun alipäästösuodin voi olla kuvan mukainen Ensimmäinen kertaluku mahdollistaa kuitenkin vain melko loivan siirtymäkaistan vaimennuksen 1 kl. Aktiivinen suodin

Kertaluvun lisääminen Yksinkertaisimmillaan suotimen kertalukua voidaan lisätä kytkemällä näitä ensimmäisen kertaluvun suodinlohkoja peräjälkeen Suotimen toteutus Muutamia käytännön operaatiovahvistinkytkentöjä aktiivisuotimien toteuttamiseksi

Passiivinen toteutus Yksinkertaisimmillaan suodin koostuu vastuksista ja kondensaattoreista ja/tai induktansseista Tällaisessa passiivisessa toteutuksessa ei ole mukana vahvistavia osia (transistoreja, op. vahv. ym.) ei tarvetta tehonsyötölle Täten passiivinen suodintoteutus on yksinkertainen (ainakin jos katsotaan vaadittavien komponenttien määrää) Passiivisella suotimella voidaan myös tehdä tehosuodatusta, esim. sähköverkon suodatus, kaiuttimen jakosuodin ym. Passiivinen toteutus Passiiviset suotimet voidaan toteuttaa yleensä aktiivisia suotimia laajemmalla taajuusalueella, koska esimerkiksi vahvistimien taajuusrahoituksia ei ole (vrt. esim. RF-suotimet) Myös kohina on yleensä aktiivista toteutusta vähäisempää Impedanssit ovat kuitenkin hieman hallitsemattomia, joten lisäksi voidaan tarvita aktiivista puskurointivahvistinta Yleensä passiivisessa suodinsynteesissä tarvitaan induktansseja suotimen realisaatiossa (-> hinta, toleranssit, koko, paino) Korkeamman asteen (yli 2 kl.) passiivisuotimen suunnittelu on hankalaa Suotimeen ei passiivisessa toteutuksessa saada vahvistusta

Aktiivinen toteutus Aktiivisissa suotimissa käytetään vahvistavaa osaa, yleensä op.amp.: vastuksilla ja kondensaattoreilla voidaan suunnitella takaisinkytkentäteorioiden avulla haluttu funktio, induktansseja ei tarvita, toleranssit hanskassa suuri tulo- ja pieni lähtöimpedanssi saavutetaan helposti (kuormitusvaikutus) vahvistus voidaan asetella lähes mielivaltaisesti yleensä helpompi suunnitella kuin passiivi saadaan helposti kertalukua Aktiivinen toteutus Tehonkäsittelykyky on pieni tai olematon Vahvistin rajoittaa suodatuksen toimintaa suurilla taajuuksilla (GBWP, ym.) Kohina lisääntyy Tarvitaan tehosyöttö Vahvistimen epäideaalisuudet

Aktiivinen toteutus Seuraavaksi tehdään lyhyt katsaus muutamiin operaatiovahvistimilla toteutettuihin suotimiin Tarkoituksena on antaa yleiskuva muutamista perusratkaisuista suotimen toteutuksessa Kurssissa Analoginen signaalinkäsittely suodinsuunnitteluun paneudutaan hiukan syvällisemmin Sallen-Key toteutus Esim.1: Alipäästösuodin Yhdellä vahvistimella päästään 2. kl suodatukseen Stabiiliusongelma suuremmalla vahvistuksella

Ylipäästösuodin Yksinkertainen ylipäästösuodin voidaan rakentaa esim. seuraavasti: Muista, että käytännössä ylipäästösuotimesta tulee kaistanpäästö (opamp rajoitus, loiskom ponentit) Sallen-Key toteutus Sallen-Key pätee myös ylipäästösuotimeen; eikä tarvitse kuin vaihtaa kondensaattoreiden ja vastusten paikkaa

Kaistanpäästö, Sallen-Key Kaistanesto, Sallen-Key

Biquad (state variable) Biquad-toteutuksessa soudatus perustuu integrointiin Biquad

Biquad Suodintoteutuksista Suotimia tarvitaan hyvin monissa sovelluksissa, ja tässä esitetyillä työkaluilla päästään hyvin liikenteeseen Tämän kurssin puitteissa tyydymme ensimmäisen ja toisen kertaluvun suotimien toteutuksiin, ja Butterworth-riittää moniin sovelluksiin Tärkeintä on oppia etsimään tarvittavat vaatimukset suunniteltavalle suotimelle (jyrkkyys, kertaluku, vaimennus,...) ja etsiä tämän perusteella sopiva ratkaisu toteutukseen Suodintoteutuksia operaatiovahvistimilla on esitetty alan kirjallisuudessa lukematon määrä, ja eri toteutusten läpikäyminen tämän kurssin puitteissa on turhaa

Suodinapproksimaatiot Valmiiksi pähkäiltyjä napojen ja nollien paikkoja korkeamman kertaluvun suotimille HUOM! Nämä eivät ole kytkentöjä SUODATINAPPROKSIMAATIOT Siirryttäessä ideaalisesta suodintyypistä käytännön toteutukseen joudutaan tyytymään reaalimaailman rajoituksiin ja tinkimään vaatimuksista Tällöin voidaan suodattimelle määritellä tietyt spesifikaatiot, jotka määräävät mm. suotimen kaistanleveyden Kaistanleveys määritellään yleensä -3dB:n kohtaan Joskus 3dB:n virhe voi olla liian suuri, ja käytetään jotakin muuta kaistanleveyden määritelmää

SUODATINAPPROKSIMAATIOT Esimerkkinä alipäästösuotimen suunnitteluspesifikaatio seuraavassa kuvassa H 1 Max. päästökaistan väre.77 Päästökaista Siirtymäkaista Min. estokaistan vaimennus Estokaista Päästökaista, -3 db Erään suotimen spesifikaatio (Huom! Pystyakseli lineaarinen) f SUODATINAPPROKSIMAATIOT Suodatintoteutuksessa on eri vaihtoehtoja, ja tässä esitellään tyypillisimmät suodinapproksimaatiot, jotka ovat: Butterworth Bessel Chebysev 1 ja 2 Elliptinen Eri approksimaatiolla voidaan napojen paikkaa kikkailemalla saavuttaa esi. erilainen siirtymäkäistän jyrkkyys, samalla kun menetetään jokin muu ominaisuus Seuraavaksi esitetyt approksimaatiot on käsitelty alipäästösuotimina, mutta muunnos muihin suodintyyppeihin helppo ja suoraviivainen

ESIM: Huomaa, että approksimaatio ei ole mikään kytkentä, vaan valmiiksi mietityt paikat navoille ja nollille kun halutaan optimoida esim: Taajuusvasteen itseisarvoa Vaihevastetta Viivettä Transienttivastetta Eri ominaisuudet Eri suodinapproksimaatioilla on hyvinkin erillaiset taajuus- ja transienttivasteet Approksimaatiot ja niiden ominaisuudet riippuvat siis napojen ja nollien sijainnista - suodinsuunnittelussa on siis periaatteessa kyse vain napojen ja nollien sijoittelusta

Butterworth Butterworth -suodin (maximally-flat)on tunnetuin suodinapproksimaatio, ja sille on ominaista lähes tasainen päästökaista, jossa ei ole värettä Estokaistalle siirtyminen tapahtuu tasaisesti ja monotonisesti itseisarvokäyrän muuttuessa n* 2dB/dekadi, jossa n on suotimen kertaluku Täten esimerkiksi 5.kertaluvun alipäästösuotimen vaimennus lisääntyy aina 1dB taajuden kymmenkertaistuessa Bessel Bessel-suodin muistuttaa paljolti Butterworth-suodinta itseisarvovasteeltaan, mutta on tätäkin vielä loivempi Bessel-suotimen hyvinä ominaisuuksina on lähes lineaarinen vaihevaste sekä erinomainen transienttivaste, jossa ei esiinny värähtelyä eikä ylitystä Bessel-suodin aiheuttaa näinollen melko vähän säröä suodatettavaan signaaliin Bessel-suotimen yleinen siirtofunktio on muotoa 1 T( s) = sinh s + cosh s

Chebysev Chebysev -tyyppisessä (equal ripple) suotimessa esiintyy värettä joko päästökaistalla (cheby1) tai estokaistalla (cheby2) Siirtyminen estokaistalle tapahtuu Butterworth-suodinta jyrkemmin, joten tältä osin Chebysev-suotimet vastaavat paremmin ideaalista tapausta Taajuusvasteessa esiintyvä väre sekä Butterworthsuodinta huonompi transienttivaste huonontavat kuitenkin suotimen ominaisuuksia Elliptinen suodin Elliptisellä suotimella päästään jyrkimpään siirtymäkaistan reunaan verrattuna Butterworth- Bessel tai Chebysev-suotimiin, mutta suotimelle on ominaista amplitudivasteen väre sekä päästö- että estokaistalla Lisäksi vaihevaste on hyvin epälineaarinen ja transientiominaisuudet ovat huonot Elliptisellä suotimella päästään kuitenkin matalimpaan kertalukuun vaadittaessa jyrkkää päästö- ja estokaistan rajaa

Muutama Matlab-esimerkki Matlab -ohjelmisto on kätevä suodatinsuunnittelun apuna, ja seuraavissa kuvissa 6-1 on esitetty Matlabilla suunniteltuja Butterworth-, Bessel-, Chebysev1-, Chebysev2- ja elliptisen suotimen taajuusvasteita suotimien eri kertaluvuilla, rajataajuus (-3dB) on 1 Hz Vasemmaisessa kuvassa on esitetty taajuusvasteen itseisarvo desibeleissä sekä vaihekulma Oikealla olevassa kuvassa itseisarvokäyrä on lineaarisella skaalalla ja vaihekulmakuvaaja on tarkennettu välille -1 Jokaisessa kuvaajassa on suotimen kertalukua varioitu välillä 1-8, joista loivin käyrä vastaa aina 1. kl jne. Butterworth BUTTERWORTH BUTTERWORTH 1-2 -4.5-6 -8 1-2 1-1 1 1 1 1-2 1-1 1 1 1-2 -4-5 -6 1-2 1-1 1 1 1-1 1-2 1-1 1 1 1

Butterworth, askelvaste 4.kertaluvun suodatintoteutuksen askelvaste 1.2 BUTTERWORTH, 4.KL 1 Amplitude.8.6.4.2 2 4 6 8 1 Time (secs) Bessel BESSEL BESSEL 1-2 -4.5-6 -8 1-2 1-1 1 1 1 1-2 1-1 1 1 1-2 -4-5 -6 1-2 1-1 1 1 1-1 1-2 1-1 1 1 1

Bessel 4.kertaluvun suodatintoteutuksen askelvaste 1.2 BESSEL, 4.KL 1 Amplitude.8.6.4.2 2 4 6 8 1 Time (secs) Cheby1 CHEBY1 1 CHEBY1-2 -4.5-6 -8 1-2 1-1 1 1 1 1-2 1-1 1 1 1-2 -5-4 -6 1-2 1-1 1 1 1-1 1-2 1-1 1 1 1

Cheby1 4.kertaluvun suodatintoteutuksen askelvaste 1.2 CHEBY1, 4.KL 1 Amplitude.8.6.4.2 2 4 6 8 1 Time (secs) Cheby2 CHEBY2 1 CHEBY2-2 -4.5-6 -8 1-2 1-1 1 1 1 1-2 1-1 1 1 1-2 -5-4 -6 1-2 1-1 1 1 1-1 1-2 1-1 1 1 1

Cheby2 4.kertaluvun suodatintoteutuksen askelvaste CHEBY2, 4.KL 1.2 1 Amplitude.8.6.4.2 2 4 6 8 1 Time (secs) Elliptinen Elliptinen Elliptinen 1-2 -4.5-6 -8 1-2 1-1 1 1 1-2 1 1-1 -1 1 1 11-2 -4-5 -6 1-2 1-1 1 1 1-1 1-2 1-1 1 1 1

Elliptinen 4.kertaluvun suodatintoteutuksen askelvaste 1.2 ELLIPTINEN, 4.KL 1 Amplitude.8.6.4.2 2 4 6 8 1 Time (secs) Muutamia linkkejä oheismateriaaleihin ja ilmaisohjelmiin http://www.orcad.com/ PSpice opiskelijaversio piirisimulaattorista http://www.spectrum-soft.com/ MicroCap 6 opiskelijaversio piirisimulaattorista http://bevo.che.wisc.edu/octave/ Matlab-tyyppinen ilmaisohjelma http://www.dspguide.com/ Digitaalisen signaalinkäsittelyn kirja PDF-muodossa http://www.eng.yale.edu/matlab/ Matlabin peruskäyttöopas

Kokeiltavaksi Matlabilla Seuraavilla komentoriveillä saa jonkinlaiset suotimet aikaiseksi: (% on Matlabissa kommenttimerkki, tässä sillä on esitetty toinen tapa taajuusvasteen laskemiseksi freqs-funktiolla) Käytä Matlabin help -komentoa, niin saat lisätietoja ja ohjeita [B,A]=butter(8,1,'s'); %[h,w]=freqs(b,a,4); [MAG,PHASE,W]=bode(B,A); subplot(2,1,1);semilogx(w,2*log1(mag)); axis([1e-1 1e3-1 1]);grid; subplot(2,1,2);semilogx(w,phase); axis([1e-1 1e3-72 ]);grid; pause; [B,A]=besself(8,1.8); [MAG,PHASE,W]=bode(B,A); subplot(2,1,1);semilogx(w,2*log1(mag)); axis([1e-1 1e3-1 1]);grid; subplot(2,1,2);semilogx(w,phase); axis([1e-1 1e3-72 ]);grid; pause; [B,A]=cheby1(8,.5,1,'s'); [MAG,PHASE,W]=bode(B,A); subplot(2,1,1);semilogx(w,2*log1(mag)); axis([1e-1 1e3-1 1]);grid; subplot(2,1,2);semilogx(w,phase); axis([1e-1 1e3-72 ]);grid; pause; [B,A]=cheby2(8,8,1.9,'s'); [MAG,PHASE,W]=bode(B,A); subplot(2,1,1);semilogx(w,2*log1(mag)); axis([1e-1 1e3-1 1]);grid; subplot(2,1,2);semilogx(w,phase); axis([1e-1 1e3-72 ]);grid; pause; SC(Switched Capacitor) -suodin SC-suotimet ovat yleistyneet viime vuosina piirien integroinnin kehittyessä SC-suotimin rajataajuus voidaan asetella ulkoisen kellonsignaalin taajuuden avulla Ulkopuolisia komponetteja ei juuri tarvita, kertaluku silti helposti suuri Suotimen rajataajuutta voidaan muuttaa sähköisesti vaikka lennosta SC-suotimet ovat näytteistäviä piirejä, joilla suodatettavaa signaalia näytteistetään suurella taajuudella signaalia käsitellään diskreettiaikaisena suotimessa

SC-suodin SC-suotimen toiminta perustuu integraattoriin, jonka aikavakiota voidaan asetella ulkopuolisella kellolla Asettelu tapahtuu kuvitteellisen resistanssin avulla, jonka arvo riippuu lähinnä kellotaajuudesta (kuva) SC-suodin Käytetystä tekniikasta johtuen SC-suotimilla on myös huonoja puolia näytteistystaajuus (kellotaajuus) valittava suureksi, käytännön rajoitukset tulevat eteen laskostumisen mahdollisuus suodin kehittää itsessään häiriöitä kellosignaali näkyy suodatetussa signaalissa