全通iir数字滤波器的设计和应用.pdf

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1、硕士学位论文题目:全通IIR数字滤波器的设计和应用研究生专业指导教师张莉华控制理论与控制工程赖晓平教授完成日期2015年3月 杭州电子科技大学硕士学位论文全通IIR数字滤波器的设计和应用研究生：张莉华指导教师：赖晓平教授2015年3月 DissertationSubmittedtoHangzhouDianziUniversityfortheDegreeofMasterTheDesignandApplicationofAllpassIIRDigitalFilterCandidate:ZhangLihuaSupervisor:Prof.L

2、aiXiaopingMarch，2015 杭州电子科技大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：日期：年月日学位论文使用授权说明本人完全了解杭州电子科技大学关于保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位

3、属杭州电子科技大学。本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为杭州电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。（保密论文在解密后遵守此规定）论文作者签名：指导教师签名：日期：日期：年月日年月日 杭州电子科技大学硕士学位论文摘要全通IIR数字滤波器在数字信号处理领域有着广泛的应用，它可用做相位均衡器，也可用于滤波器组、半带滤波器和陷波滤波器的设计。因此它的设计问题吸引了许多学者的关注。本文针对全通IIR数字滤波器的mi

4、nimax设计问题展开研究。首先建立全通IIR数字滤波器的频率响应误差设计模型；然后结合一般IIR数字滤波器的设计算法，得到四种全通IIR数字滤波器minimax频率响应误差设计算法；最后提出迭代重加权方法设计具有近似均匀群延迟误差的全通滤波器，并将其应用于半带滤波器的设计。本文主要做了以下工作：（1）首先分析全通IIR数字滤波器相位响应误差和频率响应误差的关系，建立全通IIR数字滤波器频率响应误差设计模型。全通IIR数字滤波器在全频域[0,π]范围内幅频响应恒为一，它的设计问题是一个纯相位逼近问题。本文分析了全通滤波器的频率响应误差

5、与相位响应误差之间的对应关系，并基于此分析建立频率响应误差设计模型，以实现全通IIR数字滤波器的优化设计。（2）其次结合一般IIR数字滤波器设计算法，提出全通IIR数字滤波器minimax频率响应误差设计的四种算法。由于全通IIR数字滤波器的minimax频率响应误差设计问题在形式上和一般IIR数字滤波器的minimax频率响应误差设计问题是一样的，所以直接采用一般IIR数字滤波器最大频率响应误差最小化方法进行全通IIR数字滤波器minimax设计。把一般IIR数字滤波器minimax设计的direct_SM，SCLS_SM，dire

6、ct_GN，SCLS_GN算法结合全通IIR数字滤波器频率响应的特定形式，得到四种新的全通IIR数字滤波器minimax设计算法。仿真实例说明了所提方法的有效性。（3）最后建立全通IIR数字滤波器设计的迭代重加权minimax方法，并应用于半带滤波器设计。通过以上四种方法得到具有等波纹相位误差的全通IIR数字滤波器，但其带边附近群延迟误差较大。为了减小最大群延迟误差，迭代应用滤波器群延迟误差的包络线对频率响应误差进行加权，可得到具有等波纹群延迟误差的全通滤波器；然后采用得到的全通IIR数字滤波器进一步设计具有等波纹群延迟误差的半带滤波

7、器。仿真实例证明了所提方法的可行性。关键词：IIR数字滤波器，全通滤波器，minimax设计，相位误差，群延迟，半带滤波器I 杭州电子科技大学硕士学位论文ABSTRACTAllpassIIRdigitalfiltershavebeenusedinmanydigitalsignalprocessingapplicationssuchasphaseequalizationandthedesignoffilterbanks,halfbandfiltersandnotchfilters.Sothedesignproblemsofallpass

8、filtersattractedtheattentionofmanyresearches.ThisthesisconsiderstheminimaxdesignproblemsofallpassIIRdigitalfil