第6章-无限脉冲响应数字滤波器的设计.ppt

第6章-无限脉冲响应数字滤波器的设计.ppt

ID:59457650

大小:4.59 MB

页数:297页

时间:2020-09-15

第6章-无限脉冲响应数字滤波器的设计.ppt_第1页
第6章-无限脉冲响应数字滤波器的设计.ppt_第2页
第6章-无限脉冲响应数字滤波器的设计.ppt_第3页
第6章-无限脉冲响应数字滤波器的设计.ppt_第4页
第6章-无限脉冲响应数字滤波器的设计.ppt_第5页
资源描述:

《第6章-无限脉冲响应数字滤波器的设计.ppt》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库

1、第6章无限脉冲响应数字滤波器的设计6.1数字滤波器的基本概念6.2模拟滤波器的设计6.3用脉冲响应不变法设计IIR数字低通滤波器6.4用双线性变换法设计IIR数字低通滤波器6.5数字高通、带通和带阻滤波器的设计学习目标1.理解数字滤波器(DF)的基本概念2.掌握模拟滤波器(AF)设计方法3.理解利用模拟滤波器设计IIR数字滤波器的设计过程掌握冲激响应不变法掌握双线性变换法4.掌握利用频带变换法设计各种类型数字滤波器的方法6.1数字滤波器DF的基本概念一、数字滤波器的定义:指输入、输出均为数字信号,通过数值运算处理改变输入信号所含频率成分的相对比例,或者

2、滤除某些频率成分的数字器件或程序数字滤波器的设计是确定其系统函数并实现的过程。数字滤波的概念和模拟滤波相同,只是信号的形式和实现滤波方法不同。数字滤波通过数值运算实现滤波,所以数字滤波器处理精度高、稳定、体积小、重量轻、灵活、不存在阻抗匹配问题,可以实现模拟滤波器无法实现的特殊滤波功能。如果要处理的是模拟信号,可通过A/DC和D/AC,在信号形式上进行匹配转换,同样可以使用数字滤波器对模拟信号进行滤波。二、数字滤波器的分类按照不同的分类方法,数字滤波器有许多种类,但总起来可以分成两大类: 经典滤波器 现代滤波器1.经典滤波器经典滤波器的特点是其输

3、入信号中有用的频率成分和希望滤除的频率成分各占有不同的频带,通过一个合适的选频滤波器滤除干扰,得到纯净信号,达到滤波的目的1)从功能上分:低通LP、高通HP、带通BP、带阻BS2)从实现的网络结构或单位脉冲响应:(N-1)阶N阶IIRFIR图6.1.1用经典滤波器从噪声中提取信号2.现代滤波器:信号与干扰信号频带相互重叠,按随机信号内部的统计分布规律,从干扰中最佳提取信号.现代滤波器是根据随机信号的一些统计特性,在某种最佳准则下,最大限度地抑制干扰,同时最大限度地恢复信号,从而达到最佳滤波的目的。维纳滤波器 卡尔曼滤波器 自适应滤波器等本书仅介绍经典滤

4、波器的设计分析与实现方法,而现代滤波器属于随机信号处理范畴,已超出本书学习范围。P.152图6.1.1理想低通、高通、带通、带阻滤波器幅度特性三、理想数字滤波器的特性

5、H(ejω)

6、以2π为周期(数字滤波器与模拟滤波器最大的区别)对于数字滤波器:只给出[-π,π]区间上的设计指标若h(n)为实数,则幅频响应是关于ω=0或ω=π对称的滤波器的低通频带处于2π整数倍处,高频频带处于π的奇数倍附近通带阻带一般在数字频率的主值区[-π,π]描述数字滤波器的频率响应特性。低通高通带通带阻滤波器类型11010--10--0通常用的数字滤波器一般属于选频滤波器。假

7、设数字滤波器的传输函数H(ejω)用下式表示:四、数字滤波器的技术要求低通滤波器幅频特性幅频特性:

8、H(ej)

9、相频特性:()传输函数H(ejω)由二个参量来表征:1.幅度平方响应(幅频特性)2.群延时(相位响应、相频特性)幅频特性:表示信号通过滤波器后频率成份衰减情况。本章主要研究由幅频特性提出指标的选频滤波器的设计,即根据幅度平方响应来设计。相频特性:反映各频率成份通过滤波器后在时间上的延时情况。即使两个滤波器幅频特性相同,而相频特性不一样,对相同的输入,滤波器输出的信号波形也是不一样的。如果对输出波形有要求,则需要考虑相频特性的技术指标,例

10、如语音合成,波形传输、图像信号处理等对波形有严格的要求,则需要设计线性相位数字滤波器。群延时是滤波器平均延迟的一个度量,定义为相频特性对角频率的一阶导数的负值。 即:低通滤波器的性能指标:——通带边界频率——阻带截止频率——3dB通带截止频率0.707过渡带0低通滤波器频率响应幅度特性的容限图δ1——为通带的容限(波纹)δ2——为阻带的容限理想滤波器是非因果的,其单位脉冲响应从-∞延伸到+∞,因此,无论用递归还是非递归方法,理想滤波器是不能实现的。可实现滤波器的性能要求:以频率响应的幅度特性的允许误差来表征可实现滤波器的频率响应有通带、阻带及过渡带

11、三个范围(而不是理想的陡截止的通带、阻带两个范围)通带阻带通带频率范围为0≤

12、ω

13、≤ωp:要求(1-δ1)<

14、H(ejω)

15、≤1阻带频率范围为ωs≤

16、ω

17、≤π:要求

18、H(ejω)

19、≤δ2过渡带频率范围为:ωp≤

20、ω

21、≤ωs过渡带上的频响一般是单调下降的通带内和阻带内允许的衰减一般用分贝数表示,通带内允许的最大衰减用p表示,阻带内允许的最小衰减用s表示。对低通滤波器,p和s分别定义为:低通滤波器p越小,通带波纹越小,通带逼近误差就越小;s越大,阻带波纹越小,阻带逼近误差就越小;ωp与ωs间距越小,过渡带就越窄。低通滤波器的设计指标完全由通带边

22、界频率ωp、通带最大衰减p、阻带边界频率ωs和阻带最小衰减s确定。*通带(0≤

23、

24、≤

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文

此文档下载收益归作者所有

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文
温馨提示:
1. 部分包含数学公式或PPT动画的文件,查看预览时可能会显示错乱或异常,文件下载后无此问题,请放心下载。
2. 本文档由用户上传,版权归属用户,天天文库负责整理代发布。如果您对本文档版权有争议请及时联系客服。
3. 下载前请仔细阅读文档内容,确认文档内容符合您的需求后进行下载,若出现内容与标题不符可向本站投诉处理。
4. 下载文档时可能由于网络波动等原因无法下载或下载错误,付费完成后未能成功下载的用户请联系客服处理。