طراحی فيلترهاي ديجيتال توسط نرم افزار متلب [طراحي و شبيه سازي]

فيلترها در بسياري از مدارات الكترونيكي با كاربردهاي گوناگون ديده مي شوند . سيستم هاي مخابراتي , كنترلي  و الكترواپتيكي از اين جمله مي باشند . فيلترهاي طراحي شده به منظور استفاده در اين سيستم ها  بنا به كاربردشان  به دو صورت آنالوگ و ديجيتال پياده سازي مي شوند . هر كدام از اين دو دسته  از فيلترها مشخصات و كارايي هاي منحصر به خود را دارا مي باشند .در اين بين فيلترهاي ديجيتال بيشتر مورد توجه قرار گرفته اند . اين دسته از فيلترها بسيار كاربردي بوده  و به كرات  در سيستم هاي الكترونيكي مورد استفاده قرار مي گيرند . از جمله مواردي كه باعث شده  تا فيلترهاي ديجيتال بسيار مورد استفاده قرار گيرند  طراحي  و پياده سازي اين فيلترها توسط سيستم هاي كامپيوتري مي باشد . به منظور دستيابي به شاخص هايي نظير flatness و sharpness مرتبه فيلترهاي طراحي شده بالا مي روند . دراين بين پياده سازي فيلترهاي با مرتبه بالا به صورت آنالوگ  امري دشوار و بعضي موارد ناممكن مي باشد . در مقابل پياده سازي فيلترهاي ديجيتالي در روي سيستم هاي كامپيوتري دستيابي به شاخص هاي مورد نظر را تا حد بسيار زيادي آسان ساخته است . از جمله تراشه هاي مورد استفاده براي پياده سازي اين فيلترها مي توان به FPGA اشاره كرد.هدف از انجام اين پايان نامه طراحي چند نوع فيلتر ديجيتال با كاربردها وشاخص هاي متفاوت مي باشد . پارامترهاي مورد نياز براي پياده سازي يك فيلتر ديجيتال ضرائب و تاخيرها مي باشند . به منظور طراحي فيلترهاي ديجيتال  نرم افزارهاي گوناگوني موجود مي باشند  كه از كاربردي ترين  آنها  مي توان به نرم افزار matlab اشاره كرد .  فيلتر مورد نظر با توجه به شاخص هاي آن در اين نرم افزار طراحي مي شود .

در رشته الكترونيك فيلتر ديجيتال  سيستمي است كه به منظور حذف بخشي از سيگنال ورودي يا بهبود كيفيت آن  عملگرهاي رياضي را بر سيگنال نمونه برداري  شده (ديجيتال) اعمال مي نمايد . هر فيلتر ديجيتال از سه بخش مبدل آنالوگ به ديجيتال  پردازنده و مبدل ديجيتال به آنالوگ تشكيل شده است .

به طور كلي مراحل طراحي يك فيلتر ديجيتال به صورت زير است .

در اين پروژه ما مراحل زير را دنبال مي نماييم

1. مرحله اصول طراحي شامل تعاريف اوليه ,توابع تبديل فيلترهاي مشهور(باتروث, چبي شف ,الپتيك) و مقايسه آنها ,مقايسه فيلترها از لحاظ فناوري ساخت( فيلترهاي آنالوگ , المان توزيع شده ,مكانيكي و ديجيتال) , مقايسه ي فيلترهاي  FIR و IIR , بررسي فيلترهاي وفقي و كاربردهاي آن  وبررسي فيلتر كالمن شامل اصول طراحي فيلترهاي IIR(طراحي فيلتر باتروث و چبي شف , تبديل فركانسي تبديل فيلتر آنالوگ به ديجيتال) و اصول طراحي فيلترهاي FIR(تعريف فاز خطي , انواع پاسخ ضربه , فيلتر ايده آل,توابع پنجره اي , اثر گيپس ومثالي از طراحي يك فيلتر مرتبه ي هشت),  ساختار فيلترهاي FIR (مستقيم وكاسكود) و ساختار فيلترهاي IIR (مستقيم نوع اول, مستقيم نوع دوم, كاسكود و موازي) مي باشد .
2. مرحله دوم شامل ابزارهاي كامپيوتري(fdatoolوsystem generator) مي باشد.
3. مرحله سوم در اين مرحله براي سه كاربرد مختلف  فيلترهاي لازم را طراحي و شبيه سازي مي نماييم.

کاربرد ها

1. كاربرد اول حذف فركانسهاي بالاي 100 هرتز از سيگنال ecg مي باشد .
2. كاربرد دوم مبدل هاي فركانسي كاهشي و افزايشي ديجيتال يكي ازاجزاء مهم سيستم هاي مخابراتيمي باشند و در مخابرات ديجيتال داراي كاربرد گسترده اي مي باشند به همين دليل ما براي كاربرددوم  gsm  digital down convertor  را انتخاب نموديم .
3. كاربرد سوم تبديل سيگنال مالتي پلكس زماني (TDM) به سيگنال مالتي پلكس فركانسي (FDM )  وعكس آن يا كانالايزر پلي فاز  مي باشد  زيرا براي جدا سازي كانالها به فيلترهاي متعددي نياز ميباشد.

اگر این نوشته‌ برایتان مفید بود لطفا کامنت بنویسید.