Programové moduly pro návrh filtru v programu MATLAB


Pro zjednodušení návrhu filtru vytvořil Michal Žůrek soubor procedur pro program MATLAB a program pro generování vstupních dat popisujících navržený filtr pro program Winspice .

Program na výpočet součástek elektrického filtru.

Tento program byl napsán jako semestrální práce do předmětu Lineární obvody a systémy. Má za úkol podle zadaných požadavků navrhnout elektrický filtr s hodnotami veškerých součástek.
Celý program je naprogramovaný pomocí programu Matlab verze 6.5. Skládá se z 22 m-souborů:

  1. Butterworth.m
  2. Cebysev.m
  3. Grafy.m
  4. Grdelays.m - převzatý
  5. Hodnota1.m
  6. InvCebysev.m
  7. Kasmat.m
  8. Lichsud.m
  9. Matice1.m
  10. Matice2.m
  11. Nuly.m
  12. Odnorm.m
  13. Odstep.m
  14. Razeni.m
  15. Retzlom.m
  16. Rozbal.m - převzatý
  17. Slozzlom.m
  18. Soucetz2.m
  19. Srovnat.m
  20. Start.m
  21. Zadani.m
  22. Zaptrans.m

Součástí programu je ještě soubor Prevod1.exe, který je naprogramovaný v jazyce Pascal a slouží dodatečné úpravě výsledků.

Spuštění programu se provádí spuštěním souboru start.m v programu Matlab. (Jako Current Directory musí být nastaven adresář, který obsahuje všechny výše zmíněné soubory programu.)

Po spuštění souboru strart.m jsme vyzváni k zadání typu filtru. Máme na výběr ze čtyř možností: Dolní propust, Horní propust, Pásmová propust a Pásmová zádrž. Po tomto výběru jsme vyzváni k zadání parametrů filtru - příslušných frekvencí a útlumu v propustném a nepropustném pásmu. Pak následuje volba na přepočítání sekundárních parametrů, které musí být přepočítány na celočíselný stupeň flitru. Máme možnost buď přepočítat parametry, které mají vliv na útlum signálu, nebo parametry, které mají vliv na frekvenci mezi propustným a nepropustným pásmem.

Následně jsou vypočítány aproximace přenosové funkce a některé výsledky jsou zobrazeny v tabulce. Máme na výběr ze tří aproximací: Maximálně plochá charakteristika (Butterworth), Izoextremální aproximace (Čebyšev) a Inverzní Čebyševova aproximace. V tabulce jsou zobrazeny: stupeň aproximace, požadované, respektive přepočítané, útlumy v propustném a nepropustném pásmu a požadované, respektive přepočítané, frekvence (úhlové kmitočty).

Po výběru aproximace se zobrazí čtyři charakteristiky: Toleranční schéma normované dolní propusti (NDP), rozdělení pólů v komplexní rovině, modulová charakteristika NDP a charakteristika skupinového zpoždění NDP.

V dalších části jsou volby které ovlivňují konfiguraci filtru. Tyto volby jsou různé a záleží na zvoleném typu aproximace. Nakonec zadáváme velikost impedance R0. Po zadání tohoto odporu jsou zobrazeny hodnoty příslušných induktorů a kapacitorů. Současně program vytvoří čtyři soubory:


Tyto soubory jsou vstupy pro program prevod1.exe, který podle nich sestaví výstupní soubor vysledek.cir. Tento soubor lze použít jako vstupní soubor pro simulační program Spice. Byl zkoušen na programu WinSpice verzi 1.04.00. Tento soubor je také možné použít do simulátoru Spice, který je obsažený v balíku programů: Orcad Family Release 9.2. Zde se ovšem musí vymazat řádek: „.plot ac -20*log10(V(1)/V(6))“, jinak program nahlasí chybu.
©Michal Žůrek