数字滤波器的应用

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1、目录1数字滤波器的简介和研究意义..............................................................11.1数字滤波器的简介11.2研究意义.........................................................................................12IIR数字滤波器的设计22.1IIR数字滤波器设计过程22.2IIR数字滤波器设计方法22.2.1脉冲响应不变法22.2.2双线性变换法42.2.3两种方法优缺点的比较53FIR数字滤波

2、器的设计53.1线性相位FIR数字滤波器的特性63.2设计方法74IIR和FIR数字滤波器的基本结构研究94.1IIR数字滤波器的基本结构...........................................................94.2FIR数字滤波器的基本结构.........................................................125IIR和FIR数字滤波器的比较146设计滤波器......................................................

3、..................................146.1脉冲响应不变法...........................................................................146.2线性变换法...................................................................................167参考文献.............................................................

4、...................................17摘要数字滤波器有很多优点，例如它可以满足滤波器对幅度和相位特性的严格要求，可以避免模拟滤波器无法克服的电压漂移、温度漂移和噪声等问题。数字滤波器是一种离散系统，分为有限数字滤波器和无限数字滤波器，本文总结了数字滤波器设计的意义以及IIR数字滤波器和FIR数字滤波器设计的基本过程、设计方法和它们的优缺点，另外还讲述了对这两种滤波器的基本结构研究。1.数字滤波器的简介和研究意义1.1数字滤波器的简介数字滤波器是一种用来过滤时间离散信号的数字系统，通过对抽样数据进行数学处理来达到频域滤波的目

5、的。可以设计系统的频率响应，让它满足一定的要求，从而对通过该系统的信号的某些特定的频率成分进行过滤，这就是滤波器的基本原理。如果系统是一个连续系统，则滤波器称为模拟滤波器。如果系统是一个离散系统，则滤波器称为数字滤波器。他的系统函数一般可以表示为的有理多项式，即公式1.1当｛；i=1，2，...,N｝都为0时，由式（1-1）描述的系统称为有限脉冲响应数字滤波器，简称FIR数字滤波器。当系数｛；i=1，2，...,N｝中至少有一个是非零时，式（1-1）描述的系统称为无限脉冲响应数字滤波器，简称IIR数字滤波器。在设计数字滤波器时，首先根据具体的滤波成分，确定待

6、设计数字滤波器的技术指标，在求解出满足设计指标的离散系统的系统函数H(z)。1.2研究意义滤波器的功能是用来移除信号中不需要的部分，比如随机噪声；或取出信号中的有用部分，如位于某段频率范围内的成分。目前随着计算机技术和数字信号处理器芯片的发展，使我们更为便利地识别和提取各种各样的信号。因此研究不同数字滤波器的设计原理和稳定性分析对于满足军事、航空、民营等等各个领域的信号处理要求具有十分重要的意义。2.IIR数字滤波器的设计2.1IIR数字滤波器的设计过程IIR数字滤波器的设计就是根据给定的数字滤波器技术指标，确定公式1.1滤波器的阶数N和系数{，}。在满足技

7、术指标的条件下，滤波器的阶数应尽可能低。因为滤波器阶数越低，实现数字滤波器的成本就越低。由于模拟滤波器设计技术已非常成熟，且可得闭合形式的解，因此在设计IIR数字滤波器时，一般是通过模拟滤波器来设计数字滤波器。设计方法是先将数字滤波器技术指标转换为对应的模拟滤波器技术指标，然后设计满足技术指标的模拟滤波器H(s)，再将模拟滤波器H(s)转换为对应的数字滤波器H(z)，如图1.1所示。图1.1IIR数字滤波器设计过程因此，在IIR数字滤波器设计中，模拟滤波器设计是基础，模拟滤波器到数字滤波器的转换是核心。而模拟滤波器的设计都是通过低通滤波器来实现，比较常用的模

8、拟低通滤波器有Butterworth和Chebysh