From 6946020cb33fef5f4dccefa4133e3175cae8e59d Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Apostolof Date: Tue, 2 Oct 2018 19:36:48 +0300 Subject: [PATCH] Complete report matlab transfer function study part --- .../band_elimination_design.m | 38 +- Band Pass Chebyshev/band_pass_design.m | 30 +- High Pass Butterworth/high_pass_design.m | 13 +- Low Pass Inverse Chebyshev/low_pass_design.m | 17 +- report/1_low_pass/1_low_pass.pug | 9 + report/1_low_pass/1_low_pass_design.pug | 6 - .../1_low_pass_transfer_function_matlab.pug | 1 - .../1_low_pass_transfer_function_multisim.pug | 2 - ...ow_pass_general_transfer_function_plot.svg | 681 ++ report/2_band_pass/2_band_pass.pug | 2 +- report/2_band_pass/2_band_pass_design.pug | 6 +- .../2_band_pass_transfer_function_matlab.pug | 70 + ...yannis_friend_unit_1_transfer_function.svg | 1760 +++++ ...yannis_friend_unit_2_transfer_function.svg | 1798 +++++ ...yannis_friend_unit_3_transfer_function.svg | 1812 +++++ ...yannis_friend_unit_4_transfer_function.svg | 1889 +++++ ..._band_pass_chebyshev_total_attenuation.svg | 4264 +++++++++++ ...pass_chebyshev_total_transfer_function.svg | 4454 ++++++++++++ ...atlab_combined_transfer_functions_bode.svg | 226 + .../3_band_elimination/3_band_elimination.pug | 2 +- .../3_band_elimination_design.pug | 4 +- ...d_elimination_transfer_function_matlab.pug | 82 + ...ination_general_transfer_function_plot.svg | 287 +- ...chebyshev_HPN_unit_1_transfer_function.svg | 1738 +++++ ...chebyshev_HPN_unit_3_transfer_function.svg | 1737 +++++ ...chebyshev_LPN_unit_2_transfer_function.svg | 2031 ++++++ ...chebyshev_LPN_unit_4_transfer_function.svg | 1912 +++++ ...on_chebyshev_original_gain_attenuation.svg | 5682 +++++++++++++++ ...limination_chebyshev_total_attenuation.svg | 533 ++ ...tion_chebyshev_total_transfer_function.svg | 6273 +++++++++++++++++ ...atlab_combined_transfer_functions_bode.svg | 265 + report/4_high_pass/4_high_pass.pug | 4 +- .../4_high_pass_transfer_function_matlab.pug | 64 + ...atlab_combined_transfer_functions_bode.svg | 192 + ..._butterworth_original_gain_attenuation.svg | 360 + ...th_sallen_key_unit_1_transfer_function.svg | 1595 +++++ ...th_sallen_key_unit_2_transfer_function.svg | 1616 +++++ ...igh_pass_butterworth_total_attenuation.svg | 2928 ++++++++ ...ss_butterworth_total_transfer_function.svg | 2895 ++++++++ 39 files changed, 47076 insertions(+), 202 deletions(-) create mode 100644 report/1_low_pass/assets/diagrams/low_pass_general_transfer_function_plot.svg create mode 100644 report/2_band_pass/2_band_pass_transfer_function_matlab.pug create mode 100644 report/2_band_pass/assets/diagrams/matlab_band_pass_chebyshev_deliyannis_friend_unit_1_transfer_function.svg create mode 100644 report/2_band_pass/assets/diagrams/matlab_band_pass_chebyshev_deliyannis_friend_unit_2_transfer_function.svg create mode 100644 report/2_band_pass/assets/diagrams/matlab_band_pass_chebyshev_deliyannis_friend_unit_3_transfer_function.svg create mode 100644 report/2_band_pass/assets/diagrams/matlab_band_pass_chebyshev_deliyannis_friend_unit_4_transfer_function.svg create mode 100644 report/2_band_pass/assets/diagrams/matlab_band_pass_chebyshev_total_attenuation.svg create mode 100644 report/2_band_pass/assets/diagrams/matlab_band_pass_chebyshev_total_transfer_function.svg create mode 100644 report/2_band_pass/assets/diagrams/matlab_combined_transfer_functions_bode.svg create mode 100644 report/3_band_elimination/3_band_elimination_transfer_function_matlab.pug create mode 100644 report/3_band_elimination/assets/diagrams/matlab_band_elimination_chebyshev_HPN_unit_1_transfer_function.svg create mode 100644 report/3_band_elimination/assets/diagrams/matlab_band_elimination_chebyshev_HPN_unit_3_transfer_function.svg create mode 100644 report/3_band_elimination/assets/diagrams/matlab_band_elimination_chebyshev_LPN_unit_2_transfer_function.svg create mode 100644 report/3_band_elimination/assets/diagrams/matlab_band_elimination_chebyshev_LPN_unit_4_transfer_function.svg create mode 100644 report/3_band_elimination/assets/diagrams/matlab_band_elimination_chebyshev_original_gain_attenuation.svg create mode 100644 report/3_band_elimination/assets/diagrams/matlab_band_elimination_chebyshev_total_attenuation.svg create mode 100644 report/3_band_elimination/assets/diagrams/matlab_band_elimination_chebyshev_total_transfer_function.svg create mode 100644 report/3_band_elimination/assets/diagrams/matlab_combined_transfer_functions_bode.svg create mode 100644 report/4_high_pass/4_high_pass_transfer_function_matlab.pug create mode 100644 report/4_high_pass/assets/diagrams/matlab_combined_transfer_functions_bode.svg create mode 100644 report/4_high_pass/assets/diagrams/matlab_high_pass_butterworth_original_gain_attenuation.svg create mode 100644 report/4_high_pass/assets/diagrams/matlab_high_pass_butterworth_sallen_key_unit_1_transfer_function.svg create mode 100644 report/4_high_pass/assets/diagrams/matlab_high_pass_butterworth_sallen_key_unit_2_transfer_function.svg create mode 100644 report/4_high_pass/assets/diagrams/matlab_high_pass_butterworth_total_attenuation.svg create mode 100644 report/4_high_pass/assets/diagrams/matlab_high_pass_butterworth_total_transfer_function.svg diff --git a/Band Elimination Chebyshev/band_elimination_design.m b/Band Elimination Chebyshev/band_elimination_design.m index 6111f9b..93d2ffa 100644 --- a/Band Elimination Chebyshev/band_elimination_design.m +++ b/Band Elimination Chebyshev/band_elimination_design.m @@ -803,7 +803,7 @@ total_transfer_function = series(series(series( ... total_transfer_function = total_transfer_function*unit_adjustment_gain; -%{ + % Plots each unit's frequency response for i=1:band_elimination_number_of_poles if i==1 || i==3 @@ -819,31 +819,35 @@ end % Plots the total filter frequency response plot_transfer_function(total_transfer_function, ... - [specification_low_stop_frequency ... + [1910 ... specification_low_pass_frequency ... + design_half_power_radial_frequency(1,2)/(2*pi) ... + specification_low_stop_frequency ... specification_central_frequency ... - specification_high_pass_frequency ... - specification_high_stop_frequency]); + specification_high_stop_frequency ... + design_half_power_radial_frequency(1,1)/(2*pi) ... + specification_high_pass_frequency]); % Plots the total filter attenuation function plot_transfer_function(inv(total_transfer_function), ... - [specification_low_stop_frequency ... - specification_low_pass_frequency ... + [specification_low_pass_frequency ... + specification_low_stop_frequency ... specification_central_frequency ... - specification_high_pass_frequency ... - specification_high_stop_frequency]); -%} + specification_high_stop_frequency ... + specification_high_pass_frequency]); %{ -ltiview(unit_transfer_function(1,1)); -ltiview(unit_transfer_function(1,2)); -ltiview(unit_transfer_function(1,3)); -ltiview(unit_transfer_function(1,4)); -ltiview(total_transfer_function); -ltiview(unit_transfer_function(1,1), unit_transfer_function(1,2), ... - unit_transfer_function(1,3), unit_transfer_function(1,4), ... - total_transfer_function); +ltiview('bodemag', high_pass_notch_units_transfer_functions(1,1)); +ltiview('bodemag', high_pass_notch_units_transfer_functions(1,2)); +ltiview('bodemag', low_pass_notch_units_transfer_functions(1,1)); +ltiview('bodemag', low_pass_notch_units_transfer_functions(1,2)); +ltiview('bodemag', total_transfer_function); %} +ltiview('bodemag', high_pass_notch_units_transfer_functions(1,1), ... + high_pass_notch_units_transfer_functions(1,2), ... + low_pass_notch_units_transfer_functions(1,1), ... + low_pass_notch_units_transfer_functions(1,2), ... + total_transfer_function); %{ hold off diff --git a/Band Pass Chebyshev/band_pass_design.m b/Band Pass Chebyshev/band_pass_design.m index 6eeaa9e..d8e7283 100644 --- a/Band Pass Chebyshev/band_pass_design.m +++ b/Band Pass Chebyshev/band_pass_design.m @@ -496,42 +496,46 @@ total_transfer_function = series(series(series( ... units_transfer_functions(1), units_transfer_functions(2)), ... units_transfer_functions(3)), units_transfer_functions(4)); -%{ + % Plots each unit's frequency response for i=1:band_pass_number_of_poles - plot_transfer_function(unit_transfer_functions(1,i), ... - (band_pass_poles_radial_frequencies(1,i)/(2*pi))); + plot_transfer_function(units_transfer_functions(1,i), ... + [band_pass_poles_radial_frequencies(1,i)/(2*pi) ... + design_geometric_central_radial_frequency/(2*pi)]); end % Plots the total filter frequency response plot_transfer_function(total_transfer_function, ... [specification_low_stop_frequency ... + design_half_power_radial_frequency(1,2)/(2*pi) ... specification_low_pass_frequency ... specification_central_frequency ... 941.83 ... specification_high_pass_frequency ... + design_half_power_radial_frequency(1,1)/(2*pi) ... specification_high_stop_frequency]); % Plots the total filter attenuation function plot_transfer_function(inv(total_transfer_function), ... [specification_low_stop_frequency ... + design_half_power_radial_frequency(1,2)/(2*pi) ... specification_low_pass_frequency ... specification_central_frequency ... - 941.83 ... specification_high_pass_frequency ... + design_half_power_radial_frequency(1,1)/(2*pi) ... specification_high_stop_frequency]); -%} + %{ -ltiview(unit_transfer_function(1,1)); -ltiview(unit_transfer_function(1,2)); -ltiview(unit_transfer_function(1,3)); -ltiview(unit_transfer_function(1,4)); -ltiview(total_transfer_function); -ltiview(unit_transfer_function(1,1), unit_transfer_function(1,2), ... - unit_transfer_function(1,3), unit_transfer_function(1,4), ... - total_transfer_function); +ltiview('bodemag', units_transfer_functions(1,1)); +ltiview('bodemag', units_transfer_functions(1,2)); +ltiview('bodemag', units_transfer_functions(1,3)); +ltiview('bodemag', units_transfer_functions(1,4)); +ltiview('bodemag', total_transfer_function); %} +ltiview('bodemag', units_transfer_functions(1,1), units_transfer_functions(1,2), ... + units_transfer_functions(1,3), units_transfer_functions(1,4), ... + total_transfer_function); %{ hold off diff --git a/High Pass Butterworth/high_pass_design.m b/High Pass Butterworth/high_pass_design.m index 9d4fc3c..11f7d6a 100644 --- a/High Pass Butterworth/high_pass_design.m +++ b/High Pass Butterworth/high_pass_design.m @@ -398,7 +398,7 @@ total_transfer_function = total_transfer_function*unit_adjustment_gain; % Arbitrary high frequency to display the gain at high frequencies high_frequency = 90000; % Hz -%{ + % Plots each unit's frequency response for i=1:high_pass_number_of_poles plot_transfer_function(units_transfer_functions(1,i), ... @@ -418,14 +418,21 @@ plot_transfer_function(inv(total_transfer_function), ... design_half_power_radial_frequency/(2*pi) ... specification_pass_frequency ... high_frequency]); -%} + +plot_transfer_function(inv(total_transfer_function/unit_adjustment_gain), ... + [specification_stop_frequency ... + design_half_power_radial_frequency/(2*pi) ... + specification_pass_frequency ... + high_frequency]); + %{ ltiview('bodemag', units_transfer_functions(1,1)); ltiview('bodemag', units_transfer_functions(1,2)); ltiview('bodemag', total_transfer_function); +%} ltiview('bodemag', units_transfer_functions(1,1), units_transfer_functions(1,2), ... total_transfer_function); -%} + %{ hold off diff --git a/Low Pass Inverse Chebyshev/low_pass_design.m b/Low Pass Inverse Chebyshev/low_pass_design.m index 3e29ee0..036d743 100644 --- a/Low Pass Inverse Chebyshev/low_pass_design.m +++ b/Low Pass Inverse Chebyshev/low_pass_design.m @@ -420,7 +420,7 @@ total_transfer_function = total_transfer_function*unit_adjustment_gain; % Arbitrary low frequency to display the gain at low frequencies low_frequency = 10; % Hz -%{ + % Plots each unit's frequency response for i=1:design_number_of_poles plot_transfer_function(unit_transfer_function(1,i), ... @@ -440,15 +440,16 @@ plot_transfer_function(inv(total_transfer_function), ... specification_pass_frequency ... design_half_power_radial_frequency/(2*pi) ... specification_stop_frequency]); -%} + %{ -ltiview(unit_transfer_function(1,1)); -ltiview(unit_transfer_function(1,2)); -ltiview(total_transfer_function); -ltiview(unit_transfer_function(1,1), unit_transfer_function(1,2), ... - total_transfer_function); +ltiview('bodemag', unit_transfer_function(1,1)); +ltiview('bodemag', unit_transfer_function(1,2)); +ltiview('bodemag', total_transfer_function); %} +ltiview('bodemag', unit_transfer_function(1,1), unit_transfer_function(1,2), ... + total_transfer_function); +%{ hold off input_signal_frequency = 2000; % Hz @@ -493,7 +494,7 @@ Pyy = system_output_fft.*conj(system_output_fft)/sampling_length_L; figure(3) semilogx(frequency_vector,Pyy(1:sampling_length_L/2+1)) grid on - +%} % Clears unneeded variable from workspace clear low_frequency clear -regexp _numerator$ diff --git a/report/1_low_pass/1_low_pass.pug b/report/1_low_pass/1_low_pass.pug index 85e2d42..17891b8 100644 --- a/report/1_low_pass/1_low_pass.pug +++ b/report/1_low_pass/1_low_pass.pug @@ -37,6 +37,15 @@ figure.block-center.width-15cm .caption. Προδιαγραφές σχεδίασης κατωδιαβατού φίλτρου +figure.block-center.width-15cm + img(src="1_low_pass/assets/diagrams/low_pass_general_transfer_function_plot.svg").width-15cm + figcaption + .reference #[span.plot-count] + .caption.title. + Ποιοτικό γράφημα συνάρτησης μεταφοράς κατωδιαβατού Chebyshev φίλτρου. + .caption. + Στο γράφημα φαίνονται οι συχνότητες που ορίζουν τη ζώνη διόδου (f#[sub p]/ω#[sub p]) και τη ζώνη αποκοπής (f#[sub s]/ω#[sub s]), καθώς και οι προδιαγραφές α#[sub min] και α#[sub max]. + // Sub-Chapters include 1_low_pass_design include 1_low_pass_transfer_function_matlab diff --git a/report/1_low_pass/1_low_pass_design.pug b/report/1_low_pass/1_low_pass_design.pug index dee3335..0b76e9d 100644 --- a/report/1_low_pass/1_low_pass_design.pug +++ b/report/1_low_pass/1_low_pass_design.pug @@ -14,7 +14,6 @@ figure.block-center.width-15cm div.item Κλιμακοποίηση του κυκλώματος με στόχο τη μεταφορά στις πραγματικές συχνότητες και σε στοιχεία με πρακτικές (υλοποιήσιμες) τιμές. div.item Έλεγχος των κερδών των μονάδων και ρύθμιση κέρδους με επιβολή απόσβεσης ή ενίσχυσης. -div(style="page-break-before:always") h4 Υπολογισμός συνάρτησης μεταφοράς p. @@ -50,7 +49,6 @@ p. p.latex-equation. $$\Omega_{hp} = \frac{1}{cosh(\frac{1}{n}cosh^{-1}(\frac{1}{\varepsilon}))} = \frac{1}{cosh(\frac{1}{4}cosh^{-1}(\frac{1}{0.065}))} = 0.7196\frac{rad}{s}$$ -div(style="page-break-before:always") p και στη συνέχεια μεταφέρεται στη πραγματική συχνότητα: p.latex-equation. @@ -94,7 +92,6 @@ p. p.latex-equation. $$\omega_{0_k} = \frac{1}{\Omega_{0_k}}$$ -div(style="page-break-before:always") p. Από τον μετασχηματισμό προκύπτουν οι πόλοι του #[strong αντίστροφου Chebyshev]: @@ -125,7 +122,6 @@ figure.block-center.width-19cm .caption. Πόλοι και μηδενικά του αντίστροφου Chebyshev -div(style="page-break-before:always") p. Οι πόλοι και τα μηδενικά ομαδοποιούνται όπως φαίνεται στο παρακάτω διάγραμμα: @@ -186,7 +182,6 @@ figure.block-center.width-15cm .caption. Προδιαγραφές πρώτης μονάδας low pass notch -div(style="page-break-before:always") p. Γίνεται κανονικοποίηση των συχνοτήτων ως προς το ω#[sub 0], ώστε Ω#[sub 0]=1: @@ -231,7 +226,6 @@ p. p.latex-equation. $$k_{f} = \omega_s\omega_0 = 72570.79*0.963 = 69885.7$$ -div(style="page-break-before:always") p. Με βάση τον αριθμό ΑΕΜ (8261) επιλέγεται κατάλληλος συντελεστής κλιμακοποίησης πλάτους ώστε να επιτευχθεί τιμή πυκνωτών ίση με 0.1μF, γίνεται χρήση του τύπου #[span.course-notes-equation 6-33]: diff --git a/report/1_low_pass/1_low_pass_transfer_function_matlab.pug b/report/1_low_pass/1_low_pass_transfer_function_matlab.pug index 29fe8e3..d95c926 100644 --- a/report/1_low_pass/1_low_pass_transfer_function_matlab.pug +++ b/report/1_low_pass/1_low_pass_transfer_function_matlab.pug @@ -2,7 +2,6 @@ h3 Μελέτη συνάρτησης μεταφοράς στο Matlab p. Η σχεδίαση του φίλτρου έγινε στο λογισμικό Matlab. Σχεδιάστηκαν, με χρήση της συνάρτησης plot_transfer_function που δόθηκε καθώς και της ltiview που παρέχει το λογισμικό, οι αποκρίσεις πλάτους σε dB των επιμέρους μονάδων, καθώς και του συνολικού φίλτρου. -div(style="page-break-before:always") p. Παρακάτω φαίνονται οι αποκρίσεις όπως προέκυψαν στο Matlab από την plot_transfer_function, με ορίσματα κάθε φορά την συνάρτηση μεταφοράς του επί μέρους συστήματος, καθώς και τυχόν κρίσιμες συχνότητες: diff --git a/report/1_low_pass/1_low_pass_transfer_function_multisim.pug b/report/1_low_pass/1_low_pass_transfer_function_multisim.pug index 528c29b..a169d03 100644 --- a/report/1_low_pass/1_low_pass_transfer_function_multisim.pug +++ b/report/1_low_pass/1_low_pass_transfer_function_multisim.pug @@ -126,7 +126,6 @@ figure.block-center.width-17cm .caption.title. Φάσμα σήματος εισόδου, διάγραμμα από Matlab. -div(style="page-break-before:always") p. Το φάσμα του σήματος εξόδου φαίνεται στο παρακάτω διάγραμμα: @@ -177,7 +176,6 @@ figure.block-center.width-17cm #[br/]#[strong Amplitude:] #[strong lin] και #[strong Range:] 0.1 V/Div #[br/]#[strong Resolution freq.:] 100 Hz -div(style="page-break-before:always") p. Τα δύο παραπάνω διαγράμματα συνδυάστηκαν σε ένα για ευκολότερη εξαγωγή συμπερασμάτων: diff --git a/report/1_low_pass/assets/diagrams/low_pass_general_transfer_function_plot.svg b/report/1_low_pass/assets/diagrams/low_pass_general_transfer_function_plot.svg new file mode 100644 index 0000000..d0ee29e --- /dev/null +++ b/report/1_low_pass/assets/diagrams/low_pass_general_transfer_function_plot.svg @@ -0,0 +1,681 @@ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +Gain +Frequency +α +max +α +min +f +p +/ω +p +f +s +/ω +s + diff --git a/report/2_band_pass/2_band_pass.pug b/report/2_band_pass/2_band_pass.pug index 4d540ae..8de86fb 100644 --- a/report/2_band_pass/2_band_pass.pug +++ b/report/2_band_pass/2_band_pass.pug @@ -72,5 +72,5 @@ figure.block-center.width-15cm // Sub-Chapters include 2_band_pass_design -//- include 1_low_pass_transfer_function_matlab +include 2_band_pass_transfer_function_matlab //- include 1_low_pass_transfer_function_multisim diff --git a/report/2_band_pass/2_band_pass_design.pug b/report/2_band_pass/2_band_pass_design.pug index 325e128..550961f 100644 --- a/report/2_band_pass/2_band_pass_design.pug +++ b/report/2_band_pass/2_band_pass_design.pug @@ -6,9 +6,9 @@ p. figure.block-center.width-15cm div.ui.list.ordered.celled.striped div.item Υπολογισμός των προδιαγραφών ενός πρωτότυπου κατωδιαβατού Chebyshev φίλτρου, μέσω των προδιαγραφών του επιθυμητού ζωνοδιαβατού φίλτρου. - div.item Υπολογισμός της τάξης και της συχνότητας ημίσειας ισχύος του πτοτότυπου φίλτρου. + div.item Υπολογισμός της τάξης και της συχνότητας ημίσειας ισχύος του πρωτότυπου φίλτρου. div.item Υπολογισμός των πόλων του πρότυπου φίλτρου Chebyshev. - div.item Υπολογισμός των πόλων και μηδενικών του ζωνοδιαβατού φίλτρου μέσω μετασχηματισμού των πόλων του προτότυπου με χρήση του αλγόριθμου Geffe. + div.item Υπολογισμός των πόλων και μηδενικών του ζωνοδιαβατού φίλτρου μέσω μετασχηματισμού των πόλων του πρωτότυπου με χρήση του αλγόριθμου Geffe. div.item Ομαδοποίηση των ζευγών πόλων και μηδενικών ανά δύο. Από την ομαδοποίηση προκύπτουν ζωνοδιαβατές μονάδες που υλοποιούνται με κυκλώματα Delyiannis-Fried. div.item Υλοποίηση των φίλτρων Delyiannis-Fried με βάση τα κυκλώματα του κεφαλαίου 7. div.item Κλιμακοποίηση του κυκλώματος με στόχο τη μεταφορά στις πραγματικές συχνότητες και σε στοιχεία με πρακτικές (υλοποιήσιμες) τιμές. @@ -35,7 +35,7 @@ p.latex-equation. p. Σχεδιάζεται ένα πρότυπο κατωδιαβατό Chebyshev φίλτρο, το οποίο αργότερα θα μετατραπεί στο επιθυμητό ζωνοδιαβατό Chebyshev. -p Υπολογίζονται οι προδιαγραφές του προτότυπου κατωδιαβατού χρησιμοποιώντας τις εξισώσεις #[span.course-notes-equation 11-56]: +p Υπολογίζονται οι προδιαγραφές του πρωτότυπου κατωδιαβατού χρησιμοποιώντας τις εξισώσεις #[span.course-notes-equation 11-56]: p.latex-equation. $$\Omega_p = 1\frac{rad}{s}$$ diff --git a/report/2_band_pass/2_band_pass_transfer_function_matlab.pug b/report/2_band_pass/2_band_pass_transfer_function_matlab.pug new file mode 100644 index 0000000..3c88f27 --- /dev/null +++ b/report/2_band_pass/2_band_pass_transfer_function_matlab.pug @@ -0,0 +1,70 @@ +h3 Μελέτη συνάρτησης μεταφοράς στο Matlab +p. + Η σχεδίαση του φίλτρου έγινε στο λογισμικό Matlab. Σχεδιάστηκαν, με χρήση της συνάρτησης plot_transfer_function που δόθηκε καθώς και της ltiview που παρέχει το λογισμικό, οι αποκρίσεις πλάτους σε dB των επιμέρους μονάδων, καθώς και του συνολικού φίλτρου. + +p. + Παρακάτω φαίνονται οι αποκρίσεις όπως προέκυψαν στο Matlab από την plot_transfer_function, με ορίσματα κάθε φορά την συνάρτηση μεταφοράς του επί μέρους συστήματος, καθώς και τυχόν κρίσιμες συχνότητες: + +figure.block-center.width-15cm + img(src="2_band_pass/assets/diagrams/matlab_band_pass_chebyshev_deliyannis_friend_unit_1_transfer_function.svg").width-15cm + figcaption + .reference #[span.plot-count] + .caption.title. + Συνάρτηση μεταφοράς πρώτης ζωνοδιαβατής μονάδας Deliyannis-Friend. + .caption. + Στο γράφημα φαίνεται η απόκριση της συνάρτησης μεταφοράς στην κεντρική συχνότητα της μονάδας καθώς και στη κεντρική συχνότητα του φίλτρου, από όπου μπορούμε να επιβεβαιώσουμε ότι η ρύθμιση κέρδους πέτυχε το επιθυμητό κέρδος 0 dB. + +figure.block-center.width-15cm + img(src="2_band_pass/assets/diagrams/matlab_band_pass_chebyshev_deliyannis_friend_unit_2_transfer_function.svg").width-15cm + figcaption + .reference #[span.plot-count] + .caption.title. + Συνάρτηση μεταφοράς δεύτερης ζωνοδιαβατής μονάδας Deliyannis-Friend. + .caption. + Στο γράφημα φαίνεται η απόκριση της συνάρτησης μεταφοράς στην κεντρική συχνότητα της μονάδας καθώς και στη κεντρική συχνότητα του φίλτρου, από όπου μπορούμε να επιβεβαιώσουμε ότι η ρύθμιση κέρδους πέτυχε το επιθυμητό κέρδος 0 dB. + +figure.block-center.width-15cm + img(src="2_band_pass/assets/diagrams/matlab_band_pass_chebyshev_deliyannis_friend_unit_3_transfer_function.svg").width-15cm + figcaption + .reference #[span.plot-count] + .caption.title. + Συνάρτηση μεταφοράς τρίτης ζωνοδιαβατής μονάδας Deliyannis-Friend. + .caption. + Στο γράφημα φαίνεται η απόκριση της συνάρτησης μεταφοράς στην κεντρική συχνότητα της μονάδας καθώς και στη κεντρική συχνότητα του φίλτρου, από όπου μπορούμε να επιβεβαιώσουμε ότι η ρύθμιση κέρδους πέτυχε το επιθυμητό κέρδος 0 dB. + +figure.block-center.width-15cm + img(src="2_band_pass/assets/diagrams/matlab_band_pass_chebyshev_deliyannis_friend_unit_4_transfer_function.svg").width-15cm + figcaption + .reference #[span.plot-count] + .caption.title. + Συνάρτηση μεταφοράς τέταρτης ζωνοδιαβατής μονάδας Deliyannis-Friend. + .caption. + Στο γράφημα φαίνεται η απόκριση της συνάρτησης μεταφοράς στην κεντρική συχνότητα της μονάδας καθώς και στη κεντρική συχνότητα του φίλτρου, από όπου μπορούμε να επιβεβαιώσουμε ότι η ρύθμιση κέρδους πέτυχε το επιθυμητό κέρδος 0 dB. + +figure.block-center.width-15cm + img(src="2_band_pass/assets/diagrams/matlab_band_pass_chebyshev_total_transfer_function.svg").width-15cm + figcaption + .reference #[span.plot-count] + .caption.title. + Συνολική συνάρτηση μεταφοράς φίλτρου. + .caption. + Παρατηρούμε ότι η συνάρτηση μεταφοράς του φίλτρου έχει το αναμενόμενο σχήμα ενός ζωνοδιαβατού Chebyshev φίλτρου. Πιο συγκεκριμένα, στη ζώνη αποκοπής η συνάρτηση μεταφοράς είναι γνησίως φθίνουσα, ενώ στη ζώνη διόδου εμφανίζει ταλάντωση (ripples). Στο γράφημα φαίνεται επίσης η απόκριση της συνάρτησης μεταφοράς στις κρίσιμες συχνότητες: f#[sub 3]=696.11 Hz, f#[sub hp1]=792.93 Hz, f#[sub 1]=800 Hz, f#[sub 0]=900 Hz, μέγιστο σημείο του ripple (941.83 Hz), f#[sub 2]=1012.5 Hz, f#[sub hp2]=1021.52 Hz, f#[sub 4]=1163.61 Hz. + +figure.block-center.width-15cm + img(src="2_band_pass/assets/diagrams/matlab_combined_transfer_functions_bode.svg").width-15cm + figcaption + .reference #[span.plot-count] + .caption.title. + Συνδυαστικό γράφημα συναρτήσεων μεταφοράς επιμέρους μονάδων και συνολικού φίλτρου. + +figure.block-center.width-15cm + img(src="2_band_pass/assets/diagrams/matlab_band_pass_chebyshev_total_attenuation.svg").width-15cm + figcaption + .reference #[span.plot-count] + .caption.title. + Απόσβεση φίλτρου. + .caption. + Στο γράφημα φαίνεται η απόσβεση του φίλτρου για τις κρίσιμες συχνότητες: f#[sub 3]=696.11 Hz, f#[sub 1]=800 Hz, f#[sub 0]=900 Hz, f#[sub 2]=1012.5 Hz, f#[sub 4]=1163.61 Hz. + +p. + Στα γραφήματα 2.2.3 και 2.2.5 έχουν σημειωθεί οι κρίσιμες συχνότητες οι οποίες καθορίζουν την ζώνη διόδου και αποκοπής, δηλαδή οι f#[sub 1]=800 Hz, f#[sub 2]=1012.5 Hz, f#[sub 3]=696.11 Hz και f#[sub 4]=1163.61 Hz, καθώς και οι αντίστοιχες αποσβέσεις. Παρατηρούμε ότι η απόκριση του φίλτρου στις συχνότητες που καθορίζουν την ζώνη διόδου είναι 0 dB, ενώ στη ζώνη αποκοπής είναι 35.04 dB. Επίσης η ταλάντωση στη ζώνη διόδου προκαλεί μέγιστο κέρδος 0.67 dB, ίσο με το α#[sub max]. Επομένως είναι φανερό ότι πληρείτε ακριβώς η προδιαγραφή a#[sub max]=0.666 dB ενώ η προδιαγραφή a#[sub min]=28.556 dB υπερκαλύπτεται. diff --git a/report/2_band_pass/assets/diagrams/matlab_band_pass_chebyshev_deliyannis_friend_unit_1_transfer_function.svg b/report/2_band_pass/assets/diagrams/matlab_band_pass_chebyshev_deliyannis_friend_unit_1_transfer_function.svg new file mode 100644 index 0000000..7d314e4 --- /dev/null +++ b/report/2_band_pass/assets/diagrams/matlab_band_pass_chebyshev_deliyannis_friend_unit_1_transfer_function.svg @@ -0,0 +1,1760 @@ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + diff --git a/report/2_band_pass/assets/diagrams/matlab_band_pass_chebyshev_deliyannis_friend_unit_2_transfer_function.svg b/report/2_band_pass/assets/diagrams/matlab_band_pass_chebyshev_deliyannis_friend_unit_2_transfer_function.svg new file mode 100644 index 0000000..2014769 --- /dev/null +++ b/report/2_band_pass/assets/diagrams/matlab_band_pass_chebyshev_deliyannis_friend_unit_2_transfer_function.svg @@ -0,0 +1,1798 @@ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + diff --git a/report/2_band_pass/assets/diagrams/matlab_band_pass_chebyshev_deliyannis_friend_unit_3_transfer_function.svg b/report/2_band_pass/assets/diagrams/matlab_band_pass_chebyshev_deliyannis_friend_unit_3_transfer_function.svg new file mode 100644 index 0000000..7431a8e --- /dev/null +++ b/report/2_band_pass/assets/diagrams/matlab_band_pass_chebyshev_deliyannis_friend_unit_3_transfer_function.svg @@ -0,0 +1,1812 @@ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + diff --git a/report/2_band_pass/assets/diagrams/matlab_band_pass_chebyshev_deliyannis_friend_unit_4_transfer_function.svg b/report/2_band_pass/assets/diagrams/matlab_band_pass_chebyshev_deliyannis_friend_unit_4_transfer_function.svg new file mode 100644 index 0000000..78e764f --- /dev/null +++ b/report/2_band_pass/assets/diagrams/matlab_band_pass_chebyshev_deliyannis_friend_unit_4_transfer_function.svg @@ -0,0 +1,1889 @@ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + diff --git a/report/2_band_pass/assets/diagrams/matlab_band_pass_chebyshev_total_attenuation.svg b/report/2_band_pass/assets/diagrams/matlab_band_pass_chebyshev_total_attenuation.svg new file mode 100644 index 0000000..fa988ea --- /dev/null +++ b/report/2_band_pass/assets/diagrams/matlab_band_pass_chebyshev_total_attenuation.svg @@ -0,0 +1,4264 @@ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + diff --git a/report/2_band_pass/assets/diagrams/matlab_band_pass_chebyshev_total_transfer_function.svg b/report/2_band_pass/assets/diagrams/matlab_band_pass_chebyshev_total_transfer_function.svg new file mode 100644 index 0000000..621c8e3 --- /dev/null +++ b/report/2_band_pass/assets/diagrams/matlab_band_pass_chebyshev_total_transfer_function.svg @@ -0,0 +1,4454 @@ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + diff --git a/report/2_band_pass/assets/diagrams/matlab_combined_transfer_functions_bode.svg b/report/2_band_pass/assets/diagrams/matlab_combined_transfer_functions_bode.svg new file mode 100644 index 0000000..ddd1295 --- /dev/null +++ b/report/2_band_pass/assets/diagrams/matlab_combined_transfer_functions_bode.svg @@ -0,0 +1,226 @@ + + +Bode DiagramFrequency (rad/s)102103104105-250-200-150-100-50050Magnitude (dB) diff --git a/report/3_band_elimination/3_band_elimination.pug b/report/3_band_elimination/3_band_elimination.pug index 26c71db..3fc2a5a 100644 --- a/report/3_band_elimination/3_band_elimination.pug +++ b/report/3_band_elimination/3_band_elimination.pug @@ -72,5 +72,5 @@ figure.block-center.width-15cm // Sub-Chapters include 3_band_elimination_design -//- include 1_low_pass_transfer_function_matlab +include 3_band_elimination_transfer_function_matlab //- include 1_low_pass_transfer_function_multisim diff --git a/report/3_band_elimination/3_band_elimination_design.pug b/report/3_band_elimination/3_band_elimination_design.pug index 45076aa..c45b308 100644 --- a/report/3_band_elimination/3_band_elimination_design.pug +++ b/report/3_band_elimination/3_band_elimination_design.pug @@ -10,7 +10,7 @@ figure.block-center.width-15cm div.item Αντιστροφή της συνάρτησης μεταφοράς (T#[sub LP] → T#[sub HP]) και εύρεση των πόλων ενός πρωτότυπου ανωδιαβατού φίλτρου. div.item Υπολογισμός των πόλων του πρότυπου φίλτρου Chebyshev. div.item Υπολογισμός των πόλων και μηδενικών του ζωνοφρακτικού φίλτρου μέσω μετασχηματισμού των πόλων του πρωτότυπου ανωδιαβατού με χρήση του αλγόριθμου Geffe. - div.item Ομαδοποίηση των ζευγών συζηγών μιγαδικών πόλων και φανταστικών μηδενικών ανά δύο. Από την ομαδοποίηση προκύπτουν ζωνοφρακτικές μονάδες που υλοποιούνται με κυκλώματα Notch, LPN, HPN ανάλογα με τη σχετική θέση πόλων-μηδενικών. + div.item Ομαδοποίηση των ζευγών συζυγών μιγαδικών πόλων και φανταστικών μηδενικών ανά δύο. Από την ομαδοποίηση προκύπτουν ζωνοφρακτικές μονάδες που υλοποιούνται με κυκλώματα Notch, LPN, HPN ανάλογα με τη σχετική θέση πόλων-μηδενικών. div.item Υλοποίηση των φίλτρων Notch με βάση τα κυκλώματα του κεφαλαίου 7. div.item Κλιμακοποίηση του κυκλώματος με στόχο τη μεταφορά στις πραγματικές συχνότητες και σε στοιχεία με πρακτικές (υλοποιήσιμες) τιμές. div.item Έλεγχος των κερδών των μονάδων και ρύθμιση κέρδους με επιβολή απόσβεσης ή ενίσχυσης. @@ -36,7 +36,7 @@ p.latex-equation. p. Σχεδιάζεται ένα πρότυπο κατωδιαβατό Chebyshev φίλτρο, το οποίο αργότερα θα μετατραπεί στο πρωτότυπο ανωδιαβατό. -p Υπολογίζονται οι προδιαγραφές του προτότυπου κατωδιαβατού χρησιμοποιώντας τις εξισώσεις #[span.course-notes-equation 13-9]: +p Υπολογίζονται οι προδιαγραφές του πρωτότυπου κατωδιαβατού χρησιμοποιώντας τις εξισώσεις #[span.course-notes-equation 13-9]: p.latex-equation. $$\Omega_p = 1\frac{rad}{s}$$ diff --git a/report/3_band_elimination/3_band_elimination_transfer_function_matlab.pug b/report/3_band_elimination/3_band_elimination_transfer_function_matlab.pug new file mode 100644 index 0000000..41f8dfe --- /dev/null +++ b/report/3_band_elimination/3_band_elimination_transfer_function_matlab.pug @@ -0,0 +1,82 @@ +h3 Μελέτη συνάρτησης μεταφοράς στο Matlab +p. + Η σχεδίαση του φίλτρου έγινε στο λογισμικό Matlab. Σχεδιάστηκαν, με χρήση της συνάρτησης plot_transfer_function που δόθηκε καθώς και της ltiview που παρέχει το λογισμικό, οι αποκρίσεις πλάτους σε dB των επιμέρους μονάδων, καθώς και του συνολικού φίλτρου. + +p. + Παρακάτω φαίνονται οι αποκρίσεις όπως προέκυψαν στο Matlab από την plot_transfer_function, με ορίσματα κάθε φορά την συνάρτηση μεταφοράς του επί μέρους συστήματος, καθώς και τυχόν κρίσιμες συχνότητες: + +figure.block-center.width-15cm + img(src="3_band_elimination/assets/diagrams/matlab_band_elimination_chebyshev_HPN_unit_1_transfer_function.svg").width-15cm + figcaption + .reference #[span.plot-count] + .caption.title. + Συνάρτηση μεταφοράς πρώτης ζωνοφρακτικής μονάδας (HPN). + .caption. + Στο γράφημα φαίνεται η απόκριση της συνάρτησης μεταφοράς στην κεντρική συχνότητα της μονάδας. + +figure.block-center.width-15cm + img(src="3_band_elimination/assets/diagrams/matlab_band_elimination_chebyshev_LPN_unit_2_transfer_function.svg").width-15cm + figcaption + .reference #[span.plot-count] + .caption.title. + Συνάρτηση μεταφοράς δεύτερης ζωνοφρακτικής μονάδας (LPN). + .caption. + Στο γράφημα φαίνεται η απόκριση της συνάρτησης μεταφοράς στην κεντρική συχνότητα της μονάδας. + +figure.block-center.width-15cm + img(src="3_band_elimination/assets/diagrams/matlab_band_elimination_chebyshev_HPN_unit_3_transfer_function.svg").width-15cm + figcaption + .reference #[span.plot-count] + .caption.title. + Συνάρτηση μεταφοράς τρίτης ζωνοφρακτικής μονάδας (HPN). + .caption. + Στο γράφημα φαίνεται η απόκριση της συνάρτησης μεταφοράς στην κεντρική συχνότητα της μονάδας. + +figure.block-center.width-15cm + img(src="3_band_elimination/assets/diagrams/matlab_band_elimination_chebyshev_LPN_unit_4_transfer_function.svg").width-15cm + figcaption + .reference #[span.plot-count] + .caption.title. + Συνάρτηση μεταφοράς τέταρτης ζωνοφρακτικής μονάδας (LPN). + .caption. + Στο γράφημα φαίνεται η απόκριση της συνάρτησης μεταφοράς στην κεντρική συχνότητα της μονάδας. + +figure.block-center.width-15cm + img(src="3_band_elimination/assets/diagrams/matlab_band_elimination_chebyshev_total_transfer_function.svg").width-15cm + figcaption + .reference #[span.plot-count] + .caption.title. + Συνολική συνάρτηση μεταφοράς φίλτρου. + .caption. + Παρατηρούμε ότι η συνάρτηση μεταφοράς του φίλτρου έχει το αναμενόμενο σχήμα ενός ζωνοφρακτικού Chebyshev φίλτρου. Πιο συγκεκριμένα, στη ζώνη αποκοπής η συνάρτηση μεταφοράς είναι γνησίως φθίνουσα, ενώ στη ζώνη διόδου εμφανίζει ταλάντωση (ripples). Στο γράφημα φαίνεται επίσης η απόκριση της συνάρτησης μεταφοράς στις κρίσιμες συχνότητες: μέγιστο σημείο του ripple (1910 Hz), f#[sub 1]=1950 Hz, f#[sub hp1]=1988.3 Hz, f#[sub 3]=2261.55 Hz, f#[sub 0]=2500 Hz, f#[sub 4]=2763.6 Hz, f#[sub hp2]=3143.39 Hz, f#[sub 2]=3205.13 Hz. + +figure.block-center.width-15cm + img(src="3_band_elimination/assets/diagrams/matlab_combined_transfer_functions_bode.svg").width-15cm + figcaption + .reference #[span.plot-count] + .caption.title. + Συνδυαστικό γράφημα συναρτήσεων μεταφοράς επιμέρους μονάδων και συνολικού φίλτρου. + +figure.block-center.width-15cm + img(src="3_band_elimination/assets/diagrams/matlab_band_elimination_chebyshev_total_attenuation.svg").width-15cm + figcaption + .reference #[span.plot-count] + .caption.title. + Απόσβεση φίλτρου. + .caption. + Στο γράφημα φαίνεται η απόσβεση του φίλτρου για τις κρίσιμες συχνότητες: f#[sub 1]=1950 Hz, f#[sub 3]=2261.55 Hz, f#[sub 0]=2500 Hz, f#[sub 4]=2763.6 Hz, f#[sub 2]=3205.13 Hz. + +p. + Στα γραφήματα 2.2.3 και 2.2.5 έχουν σημειωθεί οι κρίσιμες συχνότητες οι οποίες καθορίζουν την ζώνη διόδου και αποκοπής, δηλαδή οι f#[sub 1]=1950 Hz, f#[sub 2]=3205.128 Hz, f#[sub 3]=2261.546 Hz και f#[sub 4]=2763.597 Hz, καθώς και οι αντίστοιχες αποσβέσεις. Παρατηρούμε ότι η απόκριση του φίλτρου στις συχνότητες που καθορίζουν την ζώνη διόδου είναι 0 dB, ενώ στη ζώνη αποκοπής είναι 39.21 dB. Επίσης η ταλάντωση στη ζώνη διόδου προκαλεί μέγιστο κέρδος 0.56 dB, ίσο με το α#[sub max]. Επομένως είναι φανερό ότι πληρείτε ακριβώς η προδιαγραφή a#[sub max]=0.555 dB ενώ η προδιαγραφή a#[sub min]=29.334 dB υπερκαλύπτεται. + +p. + Η συνάρτηση απόσβεσης, πριν τη ρύθμιση κέρδους, δίνεται από το παρακάτω διάγραμμα: + +figure.block-center.width-15cm + img(src="3_band_elimination/assets/diagrams/matlab_band_elimination_chebyshev_original_gain_attenuation.svg").width-15cm + figcaption + .reference #[span.plot-count] + .caption.title. + Απόσβεση φίλτρου πριν τη ρύθμιση κέρδους. + .caption. + Στο γράφημα σημειώνονται οι ίδιες κρίσιμες συχνότητες: f#[sub 1]=1950 Hz, f#[sub 3]=2261.55 Hz, f#[sub 0]=2500 Hz, f#[sub 4]=2763.6 Hz, f#[sub 2]=3205.13 Hz. diff --git a/report/3_band_elimination/assets/diagrams/band_elimination_general_transfer_function_plot.svg b/report/3_band_elimination/assets/diagrams/band_elimination_general_transfer_function_plot.svg index d1d9091..d800fc3 100644 --- a/report/3_band_elimination/assets/diagrams/band_elimination_general_transfer_function_plot.svg +++ b/report/3_band_elimination/assets/diagrams/band_elimination_general_transfer_function_plot.svg @@ -1,7 +1,8 @@ + viewBox="-193 305.2790527 223.7596588 182.7209473" style="enable-background:new -193 305.2790527 223.7596588 182.7209473;" + xml:space="preserve"> - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - - + - + - + - + - + - + -Gain -Frequency +Gain +Frequency - + - + - -f -3 -/ω -3 -f -4 -/ω -4 -f -1 -/ω -1 -f -2 -/ω -2 -α -max -α -min + +f +3 +/ω +3 +f +4 +/ω +4 +f +1 +/ω +1 +f +2 +/ω +2 +α +max +α +min diff --git a/report/3_band_elimination/assets/diagrams/matlab_band_elimination_chebyshev_HPN_unit_1_transfer_function.svg b/report/3_band_elimination/assets/diagrams/matlab_band_elimination_chebyshev_HPN_unit_1_transfer_function.svg new file mode 100644 index 0000000..d29569e --- /dev/null +++ b/report/3_band_elimination/assets/diagrams/matlab_band_elimination_chebyshev_HPN_unit_1_transfer_function.svg @@ -0,0 +1,1738 @@ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + diff --git a/report/3_band_elimination/assets/diagrams/matlab_band_elimination_chebyshev_HPN_unit_3_transfer_function.svg b/report/3_band_elimination/assets/diagrams/matlab_band_elimination_chebyshev_HPN_unit_3_transfer_function.svg new file mode 100644 index 0000000..a9c5c95 --- /dev/null +++ b/report/3_band_elimination/assets/diagrams/matlab_band_elimination_chebyshev_HPN_unit_3_transfer_function.svg @@ -0,0 +1,1737 @@ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + diff --git a/report/3_band_elimination/assets/diagrams/matlab_band_elimination_chebyshev_LPN_unit_2_transfer_function.svg b/report/3_band_elimination/assets/diagrams/matlab_band_elimination_chebyshev_LPN_unit_2_transfer_function.svg new file mode 100644 index 0000000..1a3a84e --- /dev/null +++ b/report/3_band_elimination/assets/diagrams/matlab_band_elimination_chebyshev_LPN_unit_2_transfer_function.svg @@ -0,0 +1,2031 @@ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + diff --git a/report/3_band_elimination/assets/diagrams/matlab_band_elimination_chebyshev_LPN_unit_4_transfer_function.svg b/report/3_band_elimination/assets/diagrams/matlab_band_elimination_chebyshev_LPN_unit_4_transfer_function.svg new file mode 100644 index 0000000..441428b --- /dev/null +++ b/report/3_band_elimination/assets/diagrams/matlab_band_elimination_chebyshev_LPN_unit_4_transfer_function.svg @@ -0,0 +1,1912 @@ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + diff --git a/report/3_band_elimination/assets/diagrams/matlab_band_elimination_chebyshev_original_gain_attenuation.svg b/report/3_band_elimination/assets/diagrams/matlab_band_elimination_chebyshev_original_gain_attenuation.svg new file mode 100644 index 0000000..a5a7ac4 --- /dev/null +++ b/report/3_band_elimination/assets/diagrams/matlab_band_elimination_chebyshev_original_gain_attenuation.svg @@ -0,0 +1,5682 @@ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + diff --git a/report/3_band_elimination/assets/diagrams/matlab_band_elimination_chebyshev_total_attenuation.svg b/report/3_band_elimination/assets/diagrams/matlab_band_elimination_chebyshev_total_attenuation.svg new file mode 100644 index 0000000..cd54d7e --- /dev/null +++ b/report/3_band_elimination/assets/diagrams/matlab_band_elimination_chebyshev_total_attenuation.svg @@ -0,0 +1,533 @@ + + + diff --git a/report/3_band_elimination/assets/diagrams/matlab_band_elimination_chebyshev_total_transfer_function.svg b/report/3_band_elimination/assets/diagrams/matlab_band_elimination_chebyshev_total_transfer_function.svg new file mode 100644 index 0000000..2108911 --- /dev/null +++ b/report/3_band_elimination/assets/diagrams/matlab_band_elimination_chebyshev_total_transfer_function.svg @@ -0,0 +1,6273 @@ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + diff --git a/report/3_band_elimination/assets/diagrams/matlab_combined_transfer_functions_bode.svg b/report/3_band_elimination/assets/diagrams/matlab_combined_transfer_functions_bode.svg new file mode 100644 index 0000000..35d89d1 --- /dev/null +++ b/report/3_band_elimination/assets/diagrams/matlab_combined_transfer_functions_bode.svg @@ -0,0 +1,265 @@ + + +Bode DiagramFrequency (rad/s)102103104105106-350-300-250-200-150-100-50050Magnitude (dB) diff --git a/report/4_high_pass/4_high_pass.pug b/report/4_high_pass/4_high_pass.pug index 88ae9bd..2fce9e8 100644 --- a/report/4_high_pass/4_high_pass.pug +++ b/report/4_high_pass/4_high_pass.pug @@ -47,6 +47,6 @@ figure.block-center.width-15cm Στο γράφημα φαίνονται οι συχνότητες που ορίζουν τη ζώνη αποκοπής (f#[sub s]/ω#[sub s]) και τη ζώνη διόδου (f#[sub p]/ω#[sub p]), καθώς και οι προδιαγραφές α#[sub min] και α#[sub max]. // Sub-Chapters -include 4_high_pass_design -//- include 1_low_pass_transfer_function_matlab +//- include 4_high_pass_design +include 4_high_pass_transfer_function_matlab //- include 1_low_pass_transfer_function_multisim diff --git a/report/4_high_pass/4_high_pass_transfer_function_matlab.pug b/report/4_high_pass/4_high_pass_transfer_function_matlab.pug new file mode 100644 index 0000000..20be49c --- /dev/null +++ b/report/4_high_pass/4_high_pass_transfer_function_matlab.pug @@ -0,0 +1,64 @@ +h3 Μελέτη συνάρτησης μεταφοράς στο Matlab +p. + Η σχεδίαση του φίλτρου έγινε στο λογισμικό Matlab. Σχεδιάστηκαν, με χρήση της συνάρτησης plot_transfer_function που δόθηκε καθώς και της ltiview που παρέχει το λογισμικό, οι αποκρίσεις πλάτους σε dB των επιμέρους μονάδων, καθώς και του συνολικού φίλτρου. + +p. + Παρακάτω φαίνονται οι αποκρίσεις όπως προέκυψαν στο Matlab από την plot_transfer_function, με ορίσματα κάθε φορά την συνάρτηση μεταφοράς του επί μέρους συστήματος, καθώς και τυχόν κρίσιμες συχνότητες: + +figure.block-center.width-15cm + img(src="4_high_pass/assets/diagrams/matlab_high_pass_butterworth_sallen_key_unit_1_transfer_function.svg").width-15cm + figcaption + .reference #[span.plot-count] + .caption.title. + Συνάρτηση μεταφοράς πρώτης υψηπερατής μονάδας Sallen-Key. + .caption. + Στο γράφημα φαίνεται η απόκριση της συνάρτησης μεταφοράς στις υψηλές συχνότητες, από όπου μπορούμε να επιβεβαιώσουμε ότι το κέρδος 1.23 dB που υπολογίστηκε νωρίτερα για την μονάδα είναι σωστό. + +figure.block-center.width-15cm + img(src="4_high_pass/assets/diagrams/matlab_high_pass_butterworth_sallen_key_unit_2_transfer_function.svg").width-15cm + figcaption + .reference #[span.plot-count] + .caption.title. + Συνάρτηση μεταφοράς δεύτερης υψηπερατής μονάδας Sallen-Key. + .caption. + Στο γράφημα φαίνεται η απόκριση της συνάρτησης μεταφοράς στις υψηλές συχνότητες, από όπου μπορούμε να επιβεβαιώσουμε ότι το κέρδος 6.98 dB που υπολογίστηκε νωρίτερα για την μονάδα είναι σωστό. + +figure.block-center.width-15cm + img(src="4_high_pass/assets/diagrams/matlab_high_pass_butterworth_total_transfer_function.svg").width-15cm + figcaption + .reference #[span.plot-count] + .caption.title. + Συνολική συνάρτηση μεταφοράς φίλτρου. + .caption. + Παρατηρούμε ότι η συνάρτηση μεταφοράς του φίλτρου έχει το αναμενόμενο σχήμα ενός ανωδιαβατού Butterworth φίλτρου. Πιο συγκεκριμένα, στις χαμηλές συχνότητες η συνάρτηση μεταφοράς είναι γνησίως αύξουσα, ενώ στην αποκοπή είναι επίπεδη. Στο γράφημα φαίνεται επίσης η απόκριση της συνάρτησης μεταφοράς στις κρίσιμες συχνότητες: f#[sub s]=1923.077 Hz, f#[sub hp]=3994.44 Hz, f#[sub p]=5000 Hz και (τυχαία) υψηλή συχνότητα=90000 Hz. + +figure.block-center.width-15cm + img(src="4_high_pass/assets/diagrams/matlab_combined_transfer_functions_bode.svg").width-15cm + figcaption + .reference #[span.plot-count] + .caption.title. + Συνδυαστικό γράφημα συναρτήσεων μεταφοράς επιμέρους μονάδων και συνολικού φίλτρου. + +figure.block-center.width-15cm + img(src="4_high_pass/assets/diagrams/matlab_high_pass_butterworth_total_attenuation.svg").width-15cm + figcaption + .reference #[span.plot-count] + .caption.title. + Απόσβεση φίλτρου. + .caption. + Στο γράφημα φαίνεται η απόσβεση του φίλτρου για τις κρίσιμες συχνότητες: f#[sub s]=1923.077 Hz, f#[sub hp]=3994.44 Hz, f#[sub p]=5000 Hz και (τυχαία) υψηλή συχνότητα=90000 Hz. + +p. + Στα γραφήματα 2.2.3 και 2.2.5 έχουν σημειωθεί οι κρίσιμες συχνότητες οι οποίες καθορίζουν την ζώνη διόδου και αποκοπής, δηλαδή η f#[sub p]=5000 Hz και η f#[sub s]=1923.077 Hz, καθώς και οι αντίστοιχες αποσβέσεις. Παρατηρούμε ότι η απόκριση του φίλτρου στην ζώνη διόδου είναι 0.67 dB (10-9,33), ενώ στη ζώνη αποκοπής είναι 25.41 dB (10-(-15.41)). Επομένως είναι φανερό ότι πληρείτε ακριβώς η προδιαγραφή a#[sub max]=0.666 dB ενώ η προδιαγραφή a#[sub min]=24.666 dB υπερκαλύπτεται. + +p. + Η συνάρτηση απόσβεσης, πριν τη ρύθμιση κέρδους, δίνεται από το παρακάτω διάγραμμα: + +figure.block-center.width-15cm + img(src="4_high_pass/assets/diagrams/matlab_high_pass_butterworth_original_gain_attenuation.svg").width-15cm + figcaption + .reference #[span.plot-count] + .caption.title. + Απόσβεση φίλτρου πριν τη ρύθμιση κέρδους. + .caption. + Στο γράφημα σημειώνονται οι ίδιες κρίσιμες συχνότητες: f#[sub s]=1923.077 Hz, f#[sub hp]=3994.44 Hz, f#[sub p]=5000 Hz και (τυχαία) υψηλή συχνότητα=90000 Hz. diff --git a/report/4_high_pass/assets/diagrams/matlab_combined_transfer_functions_bode.svg b/report/4_high_pass/assets/diagrams/matlab_combined_transfer_functions_bode.svg new file mode 100644 index 0000000..07b2da9 --- /dev/null +++ b/report/4_high_pass/assets/diagrams/matlab_combined_transfer_functions_bode.svg @@ -0,0 +1,192 @@ + + + + + + + Bode Diagram + + + Frequency (rad/s) + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 10 + + + 3 + + + 10 + + + 4 + + + 10 + + + 5 + + + 10 + + + 6 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + -120 + + + -100 + + + -80 + + + -60 + + + -40 + + + -20 + + + 0 + + + 20 + + + + + + + + Magnitude (dB) + + + diff --git a/report/4_high_pass/assets/diagrams/matlab_high_pass_butterworth_original_gain_attenuation.svg b/report/4_high_pass/assets/diagrams/matlab_high_pass_butterworth_original_gain_attenuation.svg new file mode 100644 index 0000000..41991cf --- /dev/null +++ b/report/4_high_pass/assets/diagrams/matlab_high_pass_butterworth_original_gain_attenuation.svg @@ -0,0 +1,360 @@ + + + diff --git a/report/4_high_pass/assets/diagrams/matlab_high_pass_butterworth_sallen_key_unit_1_transfer_function.svg b/report/4_high_pass/assets/diagrams/matlab_high_pass_butterworth_sallen_key_unit_1_transfer_function.svg new file mode 100644 index 0000000..2c933d9 --- /dev/null +++ b/report/4_high_pass/assets/diagrams/matlab_high_pass_butterworth_sallen_key_unit_1_transfer_function.svg @@ -0,0 +1,1595 @@ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + diff --git a/report/4_high_pass/assets/diagrams/matlab_high_pass_butterworth_sallen_key_unit_2_transfer_function.svg b/report/4_high_pass/assets/diagrams/matlab_high_pass_butterworth_sallen_key_unit_2_transfer_function.svg new file mode 100644 index 0000000..e20ac8e --- /dev/null +++ b/report/4_high_pass/assets/diagrams/matlab_high_pass_butterworth_sallen_key_unit_2_transfer_function.svg @@ -0,0 +1,1616 @@ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + diff --git a/report/4_high_pass/assets/diagrams/matlab_high_pass_butterworth_total_attenuation.svg b/report/4_high_pass/assets/diagrams/matlab_high_pass_butterworth_total_attenuation.svg new file mode 100644 index 0000000..f4707a3 --- /dev/null +++ b/report/4_high_pass/assets/diagrams/matlab_high_pass_butterworth_total_attenuation.svg @@ -0,0 +1,2928 @@ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + diff --git a/report/4_high_pass/assets/diagrams/matlab_high_pass_butterworth_total_transfer_function.svg b/report/4_high_pass/assets/diagrams/matlab_high_pass_butterworth_total_transfer_function.svg new file mode 100644 index 0000000..7d081f5 --- /dev/null +++ b/report/4_high_pass/assets/diagrams/matlab_high_pass_butterworth_total_transfer_function.svg @@ -0,0 +1,2895 @@ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +