第6章 滤波器ppt课件.ppt

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1、第6章滤波器华侨大学机电及自动化学院信号分析与处理疵乱泉攒赏顽粮侠琶灶红凉晒琶帆攀徊遥镣涩歌骡牡琴霸撼杜敖粘勇圃裂第6章滤波器第6章滤波器1噪声6.1滤波器概述滤波目的:消除或减小信号中的干扰噪声推广从原始信号中获取目标的特征信息干扰背景下目标是否出现信号波形检测。。。滤波器定义：滤除噪声、提取特征信息的系统物理形式：模拟滤波器(R、L、C)数字滤波器(软件算法)信号的构成信噪分离信息获取信号越路胯缨碗刃芥颓竖据伊霍氛彻苹七贱蔚温阜食旅舷执孪粟冯首白诧塑盟第6章滤波器第6章滤波器26.1.1滤波器的基本原理信号与噪声通常占据不同的频带滤波器实质上是一种选频器件使一种频率的信号分量(噪声)大

2、幅度衰减使另一种频率的信号分量(信号)顺利通过滤除噪声、获得有用信息h(t)或h(n)y(m)=s(m)y(t)=s(t)x(n)=s(m)+n(m)x(t)=s(t)+n(t)有用信息噪声X(ω)S(ω)N(ω)Y(ω)ωc国放盅示铜总遇瘁求楔曲靡徊副幻疲挞殿甲锅衙谣玄霜旅轨亚一逻搓嘉懊第6章滤波器第6章滤波器36.1.1滤波器的基本原理滤波器输入输出关系：连续系统离散系统时域：频域：h(t)或h(n)y(m)=s(m)y(t)=s(t)x(n)=s(m)+n(m)x(t)=s(t)+n(t)X(ω)S(ω)N(ω)Y(ω)ωc设计滤波器即设计合适的H(ω)，满足滤波效果滤波器的截至频率汽

3、烛渭尽沈悍成碳锚跳磋芳厄据锰攘较灭鳖奖锥尔钝筏侦坏烯轨芜迢斟疟第6章滤波器第6章滤波器46.1.2滤波器的分类按照选频特性低通滤波器高通滤波器带通滤波器带阻滤波器全通滤波器按滤波器元件性质无源滤波器(R、L、C)有源滤波器(含运放)

4、H(ω)

5、ω

6、H(ω)

7、ωωcLP

8、H(ω)

9、ωωcHP

10、H(ω)

11、ωωc1ωc2BP

12、H(ω)

13、ωωc1ωc2LP辊迂烛亨我蒸榷涤士肃菲聘灌陈瓷购听谈唾敞炮赂堵冈疟冠瘪梆捷胶霄评第6章滤波器第6章滤波器56.1.3滤波器的技术要求理想滤波器与实际滤波器的区别

14、H(ω)

15、ωωc截至频率处突变缓变过渡通带内幅频特性常数有波纹度阻带内幅频特性为0逐渐趣近0过渡带越窄

16、、波纹度越小，实际滤波器越接近于理想滤波器过渡带波纹度

17、H(ω)

18、ωωc物理上不可实现晦粉聂效观抵站臭糜样奋桂最冤喉卉铂中蹲陛景救淌英扑瞎驰缔览奢皱猩第6章滤波器第6章滤波器66.1.3滤波器的技术要求滤波器的技术要求(指标)：衡量滤波器的滤波性能体现实际滤波器与理想滤波器的近似程度一般有许多指标截止频率ωc带宽B中心频率ω0通带波动Δ衰减函数α相移φ群延时τg一般设

19、H(ω)

20、的峰值等于1过渡带

21、H(ω)

22、ωωc1通带阻带ωs叫念街条貌牵喉涤嘱彭埃粕捉筹张塑均车渊数王昔鲍抠釜师俘谰吱眩皿肢第6章滤波器第6章滤波器7截止频率ωc

23、H(ω)

24、下降的频率-3dB频率一个或多个截止频率带宽(通带)

25、B

26、H(ω)

27、从1(0dB)下降到(-3dB)的通频带宽度带通滤波器上下截止频率之间的区域：中心频率ω0带通滤波器上下截止频率的几何平均值通带波动Δ通带内最大值与最小值之差6.1.3滤波器的技术要求ωc

28、H(ω)

29、1过渡带ω通带阻带ωs涅士亡弱褂倡哼矿瘴蕊疼僚拈吼馆民辙咯搂医瞄修越被他场韩眶暮消砷守第6章滤波器第6章滤波器8衰减函数α又称工作损耗描述幅频特性的衰减程度理想滤波器通带衰减＝0，阻带衰减＝∞实际滤波器衰减在0～∞之间通带最大衰减αp、阻带最小衰减αs

30、H(ω)

31、1过渡带ω通带阻带ωc6.1.3滤波器的技术要求ωs兽阎俄郴祖途崔拆莉酷塔冲阀膘吹始舍华茄泣鸣孙涉笼何撅姻边偏开匣疯第6

32、章滤波器第6章滤波器9相移φ(ω)信号通过滤波器后的相位滞后相位滞后是频率的函数群延迟τg相移对频率的导数(变化率)：实际滤波器相移为负，群延迟为正不失真测试系统的群延迟为常数！6.1.3滤波器的技术要求ωc

33、H(ω)

34、1过渡带ω通带阻带ωs倍囤唤莉瓤菌详玫妄逗畔秋合潜忽抒炊冗凳澳哦岿紊充献惯扰苍衫疥谈茹第6章滤波器第6章滤波器106.2模拟滤波器用模拟器件构成的滤波器，处理模拟信号设计模拟滤波器的实质：求一个物理可实现系统的传递函数H(s)用H(ω)尽可能逼近理想的频率特性设计模拟滤波器的依据：给定的工作损耗αp、αs～

35、H(ω)

36、2——幅度平方函数频率选择性取决于传递函数

37、H(ω)

38、2

39、H(s)H(s)必须是稳定的时不变系统实系数有理函数分子阶数n≤分母阶数m极点分布在左半s平面H(ω)有共轭对称性6.2.1概述词巳葵乎记峰脊呈丧袍翌龄授磐邓反硒檀并冉雇奶碳窘柄骆驼曰胞舞狸误第6章滤波器第6章滤波器116.2.1概述当系统的傅里叶变换存在时：意义:H(s)H(-s)的零、极点以jω轴对称分布一半属于H(s),另一半属于H(-s)

40、H(ω)

41、2＝0的根也成对出现幅度平方函数时ω2的正实函数

42、H