最新数字信号处理课件5教学讲义PPT课件.ppt

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1、进入夏天，少不了一个热字当头，电扇空调陆续登场，每逢此时，总会想起那一把蒲扇。蒲扇，是记忆中的农村，夏季经常用的一件物品。　　记忆中的故乡，每逢进入夏天，集市上最常见的便是蒲扇、凉席，不论男女老少，个个手持一把，忽闪忽闪个不停，嘴里叨叨着“怎么这么热”，于是三五成群，聚在大树下，或站着，或随即坐在石头上，手持那把扇子，边唠嗑边乘凉。孩子们却在周围跑跑跳跳，热得满头大汗，不时听到“强子，别跑了，快来我给你扇扇”。孩子们才不听这一套，跑个没完，直到累气喘吁吁，这才一跑一踮地围过了，这时母亲总是，好似生气的样子，边扇边训，“你看热的，跑什么？”此时这把蒲扇，是那么

2、凉快，那么的温馨幸福，有母亲的味道！　　蒲扇是中国传统工艺品，在我国已有三千年多年的历史。取材于棕榈树，制作简单，方便携带，且蒲扇的表面光滑，因而，古人常会在上面作画。古有棕扇、葵扇、蒲扇、蕉扇诸名，实即今日的蒲扇，江浙称之为芭蕉扇。六七十年代，人们最常用的就是这种，似圆非圆，轻巧又便宜的蒲扇。　　蒲扇流传至今，我的记忆中，它跨越了半个世纪，也走过了我们的半个人生的轨迹，携带着特有的念想，一年年，一天天，流向长长的时间隧道，袅数字信号处理课件55.1数字滤波器结构特点与表示方法一、数字滤波器结构特点数字滤波器实际上是一种运算过程，是指完成频率选择或频率分辨任

3、务的线性时不变系统的通用名称。离散时间LTl系统也称为数字滤波器。其功能是将一组输入的数字序列通过一定的运算后转变为另一组输出的数字序列，因此它本身就是一台数字式的处理设备。数字滤波器按频率特性划分也有低通、高通、带通、带阻、全通等类型。由于频率响应的周期性，频率变量以数字频率ω来表示(ω＝ΩΤ＝Ω／fs，Ω为模拟角频率，Τ为抽样时间间隔，fs为抽样频率，所以数字滤波器设计中必须给出抽样频率)。数字滤波器是离散时间系统，所处理的信号是离散时间信号。一般时域离散系统或网络可以用差分方程、单位脉冲响应以及系统函数进行描述。如果系统输入、输出服从N阶差分方程（5.

4、1）则其系统函数，即滤波器的传递函数为（5.2）实现数字滤波器的方法有两种：一种是设计专用的数字硬件、专用的数字信号处理器或采用通用的数字信号处理器来实现；另一种是直接用计算机，将所需要的运算编成程序来执行，这也就是用软件来实现数字滤波器。P149在信号流图中，基本运算单元形成的有向支路将节点连接成一个网络，每一节点可以有几条输入支路和几条输出支路，与各节点相关的节点变量值等于该节点的所有输入信号之和，如果一个节点有两个以上的输入支路，该节点就相当于一个加法器。输入信号x(n)处的节点称为源节点，输出信号y(n)处的节点称为汇节点，源节点没有输入支路，汇节点

5、只有输入支路。每一支路都有输入信号和输出信号，输出信号值等于该支路的传输函数与输入信号Z变换的乘积。因此，当支路传输函数为常数时，输出信号值等于该支路起点处的节点信号值与常数的乘积；如果支路上没有标明传输系数值，则其传输系数为1；当支路传输函数为单位延迟Z-1时，输出信号值等于该支路起点处的节点信号值延迟一个样本。由式(5．3)可得如图5．3所示的信号流图因此，运算结构是非常重要的，不同的结构会影响系统的精度、误差、稳定性、经济性以及运算速度等重要的性能。在有限精度(有限字长)情况下，不同运算结构的误差、稳定性是不同的。数字滤波器有无限长单位冲激响应(inf

6、initeimpulseresponse，IIR)数字滤波器和有限长单位冲激响应(finiteimpulseresponse，FIR)数字滤波器两种。从结构上看，无限长单位冲激响应(IIR)数字滤波器采用递归结构，有限长单位冲激响应(FIR)数字滤波器采用非递归结构。两者各有不同的特点。5.2无限长单位冲激响应(IIR)滤波器的基本结构如果一个LTI系统的冲激响应具有无限长度，则此系统称为无限长冲激响应(IIR)滤波器。无限长单位冲激响应滤波器有三个特点：（1）系统的单位冲激响应h(n)是无限长的。（2）系统函数H(z)在有限z平面（0＜z＜∞）上有极点存在

7、。无限长单位冲激响应滤波器的基本结构有：（3）结构上存在着输出到输入的反馈，即结构是递归的。直接I型、直接II型、级联型和并联型P151P151一、直接I型IIR滤波器一个N阶的IIR滤波器的输入输出关系可以用如式(5．1)所示的N阶的差分方程来描述。(5．1)构成直接I型特点：（1）表示将输入及延时后的输入组成M节的延时网络，即横向延时网络，实现零点。（2）表示输出及其延时组成N节延时网络，实现极点。（3）直接I型需要N+M级延时单元。如图5.4二、直接Ⅱ型IIR滤波器一个线性时不变系统，交换其级联子系统的次序，系统函数是不变的，即总的输入输出关系不改变。

8、直接II型是直接I型变换结构。直接Ⅱ型IIR滤波器结