Biblioteca de prelucrare a semnalelor

Instrumentatie virtuala

Prof. Victor GrigorasTechnical University of Iasi, RomaniaFaculty of Electronics and TelecommunicationsSignals, Circuits and Systems laboratory

IV Curs 2 Biblioteca de prelucrare a semnalelor

CuprinsAspecte generale de utilizare a biblioteciiStructura biblioteciiGenerarea semnalelorPrelucrarea semnalelorIn domeniul frecventaIn domeniul timpFiltrare FIR si IIRFunctii de implementare ale unor elemente de masurari

IV Curs 2 Biblioteca de prelucrare a semnalelor

GeneralitatiBiblioteca de prelucrare a semnalelor (Advanced Analysis Library) ofera o mare varietate de functii matematice pentru dezvoltarea de aplicatii de instrumentatie si multimedia.Biblioteca este structurata ierarhicFunctiile au panel de introducere a parametrilorParametrii si functiile au documentatie contextualaFunctiile sunt compilate (intr-un .dll) si optimizate pentru vitezaFunctiile returneaza un cod de eroare, pentru gestionarea erorilor de programator

IV Curs 2 Biblioteca de prelucrare a semnalelor

Structura bibliotecii

IV Curs 2 Biblioteca de prelucrare a semnalelor

Generarea semnalelor

IV Curs 2 Biblioteca de prelucrare a semnalelor

Generarea semnalelorGenerarea semnalelor se face in vectori de esantioane de lungime impusa de programator/utilizatorUzual esantioanele sunt double, dar pot fi si int pentru semnale cuantizateToti parametrii semnalelor pot fi controlati softFunctiile de prelucrare ulterioare folosesc aceeasi structura de dateEx: generarea unui semnal sinusoidal

Cod Eroare = SineWave (Nr. Esant, Amplitudine, Frecventa, &Faza, Vector iesire);

IV Curs 2 Biblioteca de prelucrare a semnalelor

Prelucrari de semnal

IV Curs 2 Biblioteca de prelucrare a semnalelor

Prelucrari in domeniul frecventa

IV Curs 2 Biblioteca de prelucrare a semnalelor

Prelucrari in domeniul frecventaFunctiile de prelucrare a semnalelor in domeniul frecventa prelucreaza semnalele din vectori de esantioane , uzual doubleRezultatele se ofera in vectori de coeficienti in domeniul frecventa , uzual tot doubleUnele transformate (FFT, iFFT, ) ofera rezultatele in vectori de coeficienti complecsiPentru afisare acestia trebuie prelucrati suplimentar, calculandu-se, de ex. vectori reali (double) ai modulelor si fazelorFunctiile de prelucrare pentru vectori complecsi se gasesc to in biblioteca -> Complex operations -> 1D Complex operations

IV Curs 2 Biblioteca de prelucrare a semnalelor

Prelucrari in domeniul timp

IV Curs 2 Biblioteca de prelucrare a semnalelor

Prelucrari in domeniul timpFunctiile de prelucrare a semnalelor in domeniul timp prelucreaza semnalele din vectori de esantioane , uzual doubleRezultatele se ofera in vectori de esantioane in domeniul timp , uzual tot doubleDecimarile reale si complexe permit sub-esantionarea semnalelor discrete, cu periodizarea spectrelor corespunzatoareFunctiile de convolutie si corelatie au nevoie de doua semnale ca intrari si un vector de iesireFunctia Unwarp Phase compenseaza limitarea co-domeniului functiei arctg la +/- p/2 si este utila la afisarea completa a fazei spectrelor Functia Pulse parameters estimeaza amplitudinea, valorile max si min, latimea, intarzierea, timpii de crestere si scadere s.a. pentru un semnal impulsional

IV Curs 2 Biblioteca de prelucrare a semnalelor

Filtre FIR

IV Curs 2 Biblioteca de prelucrare a semnalelor

Filtre FIRFunctiile din optiunea FIR filters realizeaza proiectarea filtrelor ne-recursiveIntrarile sunt cotele de gabarit ale caracteristicii de castig a filtrului doritIesirea este vectorul de coeficienti ai filtruluiSunt implementati algoritmii de proiectare pentru cele mai folosite metode de sinteza a filtrelor FIRPentru filtrarea unui semnal, mai trebuie apelata functia de convolutie din optiunea Time Domain Analysis calculandu-se convolutia dintre semnalul de intrare si raspunsul la impuls al filtrului (= vectorul de coeficienti al functiei de transfer)

IV Curs 2 Biblioteca de prelucrare a semnalelor

Filtre IIR

IV Curs 2 Biblioteca de prelucrare a semnalelor

Filtre IIR

IV Curs 2 Biblioteca de prelucrare a semnalelor

Filtre IIRSpre deosebire de functiile din optiunea FIR Digital Filters, pentru filtrele recursive functiile implementeaza procesul de filtrare a unui semnal de intrare cu un filtru avand parametri specificati de programator/utilizatorIntrarea se specifica printr-un vector de esantioane doubleIesirea se ofera intr-un alt vector de esantioane doubleParametrii filtrului sunt cotele de gabarit ale caracteristicii de castig a filtrului doritDaca se doreste functia de transfer a filtrului (coeficientii numaratorului si ai numitorului, oferiti in 2 vectori de lungime specificata si valoare double) trebuie apelate functiile compatibile cu versiunile anterioare ale mediului LabWindows CVI

IV Curs 2 Biblioteca de prelucrare a semnalelor

Versiuni anterioare ale functiilor IIR Filters

IV Curs 2 Biblioteca de prelucrare a semnalelor

Functii pondere (fereastra)

IV Curs 2 Biblioteca de prelucrare a semnalelor

Functii pondere (fereastra)Functiile fereastra sunt utilizate pentru a imbunatati rezolutia spectrala a unor transformate ortogonale (in special FFT, dar si cos, sin,) la prelucrarea in domeniul frecventa a unor semnale neperiodiceSemnalele fereastra trebuie sa aiba acelasi numar de esantioane cu semnalele ce urmeaza a fi prelucrateDupa generarea ferestrei intr-un vector de esnatioane, se realizeaza produsul, element cu element, intre semnalul de prelucrat si fereastraUtilizarea ferestrelor nu elimina fenomenele de largire a liniilor spectrale si de aparitie a lobilor secundari ci doar reduc efectul acestora

IV Curs 2 Biblioteca de prelucrare a semnalelor

Masurari

IV Curs 2 Biblioteca de prelucrare a semnalelor

ConcluziiBiblioteca de prelucrare de semnal este extrem de bogata, oferind functii pentru majoritatea operatiilor uzualeMulte functii nu sunt prezentateAcestea vor fi detaliate la laborator, in masura si la momentul utilizarii lorUtilizarea este facilaReduce mult timpul de dezvoltare a unei aplicatii

IV Curs 2 Biblioteca de prelucrare a semnalelor

BibliografieSuport de curs: L:\LabFiles$\Anul VI\IV\1_Curs http://scs.etc.tuiasi.ro/vgrigoras/didactic.html Suport de laborator: L:\LabFiles$\Anul VI\IV\2_Lab http://scs.etc.tuiasi.ro/vgrigoras/didactic.html National Instruments - LabWindows CVI Help; http://www.ni.com/lwcvi/

IV Curs 2 Biblioteca de prelucrare a semnalelor