冲激响应不变法讲稿.ppt
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1、冲激响应不变法第一页,讲稿共五十三页哦本章作业练习本章作业练习 P319:13第二页,讲稿共五十三页哦第六章第六章 IIR数字滤波器的设计方法数字滤波器的设计方法数字滤波器:是指输入输出均为数字信号,通过一定运算关系改变输入信号所含频率成分的相对比例或者滤除某些频率成分的器件。高精度、稳定、体积小、重量轻、灵活,不要求阻抗匹配,可实现特殊滤波功能优点:第三页,讲稿共五十三页哦*一、数字滤波器的基本概念 1、数字滤波器的分类 经典滤波器:现代滤波器:选频滤波器维纳滤波器卡尔曼滤波器自适应滤波器等第四页,讲稿共五十三页哦按功能分:低通、高通、带通、带阻、全通滤波器第五页,讲稿共五十三页哦按实现的网
2、络结构或单位抽样响应分:FIR滤波器(N-1阶)IIR滤波器(N阶)第六页,讲稿共五十三页哦2、数字滤波器的设计过程用一个因果稳定的离散LSI系统的系统函数H(z)逼近此性能指标按设计任务,确定滤波器性能要求,制定技术指标利用有限精度算法实现此系统函数:如运算结构、字长的选择等实际技术实现:软件法、硬件法或DSP芯片法第七页,讲稿共五十三页哦3、数字滤波器的技术要求选频滤波器的频率响应:为幅频特性:表示信号通过该滤波器后 各频率成分的衰减情况 为相频特性:反映各频率成分通过滤波器 后在时间上的延时情况第八页,讲稿共五十三页哦:通带截止频率:阻带截止频率:通带容限:阻带容限阻带:过渡带:通带:理
3、想滤波器不可实现,只能以实际滤波器逼近第九页,讲稿共五十三页哦通带最大衰减:阻带最小衰减:其中:当 时,称 为3dB通带截止频率第十页,讲稿共五十三页哦4、表征滤波器频率响应的特征参量幅度平方响应 的极点既是共轭的,又是以单位圆成镜像对称的H(z)的极点:单位圆内的极点第十一页,讲稿共五十三页哦相位响应相位响应:第十二页,讲稿共五十三页哦群延迟响应相位对角频率的导数的负值若滤波器通带内 =常数,则为线性相位滤波器第十三页,讲稿共五十三页哦5、IIR数字滤波器的设计方法先设计模拟滤波器,再转换为数字滤波器用一因果稳定的离散LSI系统逼近给定的性能要求:即为求滤波器的各系数:计算机辅助设计法 s平
4、面逼近:模拟滤波器z平面逼近:数字滤波器第十四页,讲稿共五十三页哦二、最小与最大相位延时系统、最小与最大相位超前系统LSI系统的系统函数:频率响应:第十五页,讲稿共五十三页哦模:相角:第十六页,讲稿共五十三页哦当位于单位圆内的零/极矢量角度变化为位于单位圆外的零/极矢量角度变化为 0第十七页,讲稿共五十三页哦令:单位圆内零点数为mi单位圆外的零点数为mo单位圆内的极点数为pi单位圆外的极点数为po则:第十八页,讲稿共五十三页哦全部极点在单位圆内:po=0,pi=N因果稳定系统1)全部零点在单位圆内:2)全部零点在单位圆外:为最小相位延时系统为最大相位延时系统n 0时,h(n)=0第二十页,讲稿
5、共五十三页哦最小相位延时系统的性质1)在 相同的系统中,具有最小的相位滞后2)最小相位延时系统的能量集中在 n=0 附近,而总能量相同5)级联一个全通系统,可以将一最小相位系统 转变成一相同幅度响应的非最小相位延时系统4)在 相同的系统中,唯一3)最小相位序列的 最大:第二十一页,讲稿共五十三页哦三、全通系统对所有 ,满足:称该系统为全通系统第二十二页,讲稿共五十三页哦一阶全通系统:极点:零点:零极点以单位圆为镜像对称极点:零点:第二十三页,讲稿共五十三页哦实系数二阶全通系统两个零点(极点)共轭对称极点:零点:零点与极点以单位圆为镜像对称第二十四页,讲稿共五十三页哦 N 阶数字全通滤波器极点:
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