数字滤波器的设计ppt课件.ppt

《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、信号分析与处理第4章数字滤波器的设计（I）1徐科军主编《信号分析与处理》配套课件合肥工业大学陈强制作内容提要滤波器概述典型模拟滤波器的设计巴特沃斯低通滤波器切比雪夫低通滤波器模拟滤波器的频率变换IIR数字滤波器的设计IIR滤波器设计的基本条件双线性变换法用频率变换法设计其他类型的数字滤波器2徐科军主编《信号分析与处理》配套课件合肥工业大学陈强制作4.1滤波器概述滤波：消除或削弱噪声，提取有用信号滤波器模拟滤波器：用模拟系统处理模拟信号数字滤波器：以数值计算的方法处理离散的数字信号与模拟滤波器相比，数字滤波器具有稳定性好、精度高和灵活等优点3徐科军主编《信

2、号分析与处理》配套课件合肥工业大学陈强制作4.1滤波器概述假定输入信号中的有用成分和希望去除的成分各自占不同的频带，则通过线性系统后可以使输出信号中不再含有希望去除的频率成分，而其余成分“无失真”通过4徐科军主编《信号分析与处理》配套课件合肥工业大学陈强制作滤波器的分类LPHPBPBS5徐科军主编《信号分析与处理》配套课件合肥工业大学陈强制作通带阻带过渡带滤波器的技术要求理想滤波器实际中很少使用非因果，不能实时处理频率响应的突变导致振铃效应实际滤波器通带与阻带之间有过渡带频率响应允许一定误差6徐科军主编《信号分析与处理》配套课件合肥工业大学陈强制作滤波器

3、技术指标通带截止频率（通带上限频率）阻带下限截止频率通带容限阻带容限通带允许的最大衰减阻带应达到的最小衰减7徐科军主编《信号分析与处理》配套课件合肥工业大学陈强制作滤波器设计的一般步骤给出所需滤波器的技术指标设计一个H(z)，逼近所需要的技术指标实现所设计的H(z)8徐科军主编《信号分析与处理》配套课件合肥工业大学陈强制作4.2典型模拟滤波器的设计借助模拟滤波器设计方法模拟滤波器的设计已经有非常成熟的方法，完整的设计公式，完整的图表给定模拟低通滤波器的技术指标模拟低通滤波器使模拟低通滤波器的对数幅频响应在，处分别达到，的要求9徐科军主编《信号分析与处理》

4、配套课件合肥工业大学陈强制作定义衰减函数模拟低通滤波器的四个技术指标与滤波器的幅平方曲线上的两点相联系10徐科军主编《信号分析与处理》配套课件合肥工业大学陈强制作由于衰减指标只与幅平方特性的两个点相联系，幅平方特性的表达式必须简化将Ha(s)按不同原则简化，可以得到不同形式的滤波器，即不同的

5、Ha(jΩ)

6、2表达式?11徐科军主编《信号分析与处理》配套课件合肥工业大学陈强制作巴特沃斯低通滤波器巴特沃斯滤波器的幅度响应在通带内具有最平坦的特性，并且在通带和阻带内的幅度特性是单调变化的12徐科军主编《信号分析与处理》配套课件合肥工业大学陈强制作模拟滤波器设计

7、过程中，幅度平方函数往往归一化N=1,2,3,413徐科军主编《信号分析与处理》配套课件合肥工业大学陈强制作2N个极点均匀分布在s平面直径为1的圆上。N个属于Ha(s)N个属于Ha(-s)为保持系统稳定G(p)的极点必在左半平面14徐科军主编《信号分析与处理》配套课件合肥工业大学陈强制作15徐科军主编《信号分析与处理》配套课件合肥工业大学陈强制作模拟巴特沃斯滤波器设计步骤规定滤波器的临界频率Ωp和Ωs处的衰减确定巴特沃斯滤波器的阶数N和截止频率Ωc求滤波器的极点，并由s左半平面的极点构成传递函数Ha(s)取Ωc=1则得归一化巴特沃斯滤波器的系统函数16徐

8、科军主编《信号分析与处理》配套课件合肥工业大学陈强制作切比雪夫I型低通滤波器切比雪夫I型滤波器在通带内等波纹，在通带外衰减单调递增，比巴特沃斯滤波器在通带内具有更均匀的特性，过渡带更窄切比雪夫多项式归一化17徐科军主编《信号分析与处理》配套课件合肥工业大学陈强制作18徐科军主编《信号分析与处理》配套课件合肥工业大学陈强制作19徐科军主编《信号分析与处理》配套课件合肥工业大学陈强制作切比雪夫I型滤波器的设计步骤根据滤波器的指标确定参数Ωc，ε和N确定常量α，a和b，并求出极点sk根据s左半平面的极点构成传递函数20徐科军主编《信号分析与处理》配套课件合肥工

9、业大学陈强制作模拟滤波器的频率变换高通、带通、带阻滤波器设计的常用方法是借助对应的低通原型滤波器，经频率变换（frequencytransform）得到给定高通、带通或带阻的技术指标低通滤波器技术指标设计模拟低通滤波器HL(sL)得到要设计的高通、带通或带阻滤波器频率变换频率变换21徐科军主编《信号分析与处理》配套课件合肥工业大学陈强制作从模拟低通到模拟高通频率变换只对幅度频率响应的频率轴进行变换，而对幅度响应无影响显然高通和低通的频率之间存在倒数关系22徐科军主编《信号分析与处理》配套课件合肥工业大学陈强制作从模拟低通到模拟带通带通函数中有两个通带频率

10、，不能直接和低通对应23徐科军主编《信号分析与处理》配套课件合肥工业大学陈强制作