欢迎来到天天文库
浏览记录
ID:58678446
大小:1.29 MB
页数:113页
时间:2020-10-05
《第六章IIR数字滤波器的设计ppt课件.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、第六章IIR数字滤波器的设计1一、数字滤波器的概念一般地,数字滤波器是一个线性移不变离散时间系统。它在时域上用单位抽样响应h(n),在频域上用系统函数H(z)或频率响应函数来表征。它是一类较为特殊的系统,主要表现在它的幅频响应的形状比较有规则,对输入信号的频谱能明显起到某种过滤作用。6-1引言2二、DF(DigitalFilter)按频率特性分类可分为低通、高通、带通、带阻和全通,其特点为:(1)频率变量以数字频率表示,,为模拟角频率,T为抽样时间间隔;(2)以数字抽样频率为周期;(3)频率特性只限于范
2、围,这是因为依抽样定理,实际频率特性只能为抽样频率的一半。6-1引言300低通0高通带通6-1引言400带阻全通6-1引言5三、DF的性能参数指标(以低通为例)6-1引言0通带截止频率阻带截止频率11-通带阻带6通带:阻带:过渡带:平滑过渡通带允许最大衰减(dB):阻带最小衰减(dB):6-1引言7四、表征DF频率响应特性的三个参量1、幅度平方响应2、相位响应6-1引言83、群延迟它是表示每个频率分量的延迟情况;当其为常数时,就是表示每个频率分量的延迟相同。五、DF的设计内容1、按任务要求确定Filte
3、r的性能要求指标;2、用IIR或FIR系统函数去逼近这一性能要求;3、选择适当的运算结构、字长、有效的数字处理方法等来实现这个系统函数;4、实际中用软件或者用硬件实现。6-1引言9六、IIR数字filter的设计方法1、借助模拟filter的设计方法(1)将DF的技术指标转换成AF的技术指标;(2)按转换后技术指标设计模拟低通filter的;(3)进行模拟到数字的转化,即将(4)如果不是低通,则必须先将其转换成低通AF的技术指标。2、计算机辅助设计法(最优化设计法)先确定一个最佳准则,如均方差最小准则,
4、最大误差最小准则等,然后在此准则下,确定系统函数的系数。6-1引言10一、意义为了从AF设计IIR-DF,需要先设计一个满足DF技术指标的AF,即将DF的指标转变成AF的指标。AF的设计有一套相当成熟的方法:如设计公式,设计图表;有典型的AF滤波器,如巴特沃斯,切比雪夫等。二、一般转换方法1、2、3、4、6-2将DF的指标转换为ALF的技术指标11三、转换举例例如,一低通DF的指标:在的通带范围,幅度特性下降小于1dB;在的阻带范围,衰减大于15dB;抽样频率;试将这一指标转换成ALF的技术指标。解:按
5、照衰减的定义和给定指标,则有假定处幅度频响的归一化值为1,即6-2将DF的指标转换为ALF的技术指标12这样,上面两式变为由于,所以当没有混叠时,根据z变换与s变换关系式,得所以ALF的指标为6-2将DF的指标转换为ALF的技术指标13在将DLF的技术指标转换成ALF的技术指标之后,需要由此来求得ALF的系统函数Ha(S),即进行ALF的设计,使其逼近理想LF的特性。逼近的形式(filter的类型)有巴特沃斯型,切比雪夫型和考尔型等。逼近依据是利用幅度平方函数,即由幅度平方函数确定系统函数。一、由幅度平
6、方函数确定系统函数1、幅度平方函数由于,所以其中,是AF的系统函数,是AF的频率响应,是AF的幅频响应。6-3模拟滤波器ALF的设计142、Ha(S)Ha(-S)的零极点分布特点(不要求)(1)如果S1是Ha(S)的极点,那麽-S1就是Ha(-S)的极点;同样,如果S0是Ha(S)的零点,那麽-S0就是Ha(-S)的零点。所以Ha(S)Ha(-S)的零极点是呈象限对称的,例如:(2)虚轴上的零点一定是二阶的,这是因为ha(t)是实数时的Ha(S)的零极点以共轭对存在;(3)虚轴上没有极点(稳定系统在单位
7、圆上无极点);(4)由于filter是稳定的,所以Ha(S)的极点一定在左半平面;最小相位延时,应取左半平面的零点,如无此要求,可取任一半对称零点为Ha(S)的零点。6-3模拟滤波器ALF的设计156-3模拟滤波器ALF的设计163、由确定的方法(不要求)(1)求(2)分解得到各零极点,将左半面的极点归于,对称的零点任一半归。若要求最小相位延时,左半面的零点归(全部零极点位于单位圆内)。(3)按频率特性确定增益常数。6-3模拟滤波器ALF的设计17例6-3由确定系统函数。解:所以,极点为零点为均为二阶的
8、。我们选极点-6,-7,一对虚轴零点为的零、极点,这样由,可确定出,所以。因此6-3模拟滤波器ALF的设计18二、巴特沃斯低通滤波器1、幅度平方函数其中,N为整数,是filter的阶数;为(通带)截止频率。当时,则即6-3模拟滤波器ALF的设计19(1)通带内有最大平坦的幅度特性;(2)不管N为多少,都通过(,)点。2、幅频特性1.00N=2N=4N=86-3模拟滤波器ALF的设计203、巴特沃斯filter的系统函数(不要求)由于所以其零
此文档下载收益归作者所有