2024-06-191第五章数字滤波器结构DF(Digital Filter)2024-06-192学习目标理解数字滤波器结构的表示方法掌握IIR滤波器的基本结构掌握FIR滤波器的直接型、级联型、线性相位结构,理解频率抽样型结构2024-06-193第一节 引 言2024-06-194一、什么是数字滤波器顾名思义:其作用是对输入信号起到滤波的作用;即DF(Digital Filter)是由
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 :x(n)b0x(n)Z-1例1 IIR数字滤波器的系统函数H(z)为y(n)Z-1Z-1Z-1bMZ-1Z-1aN-1这就是直接II型的结构流图54Z-1注意反馈部分系数符号-(n)例361FIR直接型结构
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单位延时系数乘相加例:二阶数字滤波器:y(n)滤波器的种类很多分类方法也不同1.从功能上分低带高带阻2.从实现方法上分:FIRIIR3.从设计方法上来分:Chebyshev(切比雪夫)Butterworth(巴特沃斯)4.从处理信号分:经典滤波器现代滤波器等等wcLPDFHPDFBPDFBSDFa1Z-1从上面直接型结构的两部分看成两个独立的网络(即两个子系统)原理:一个线性时不变系统若交换其级联
主要内容1 数字滤波器的实现x(n)x1(n)5y(n-1)y(n-2)x(n)24 两种形式的滤波器哈工大电信院信息工程系 宿富林1214二规范型II型(规范型)延时单元数目N个(一般N≥M)较I型要少因此可节省存储单元或寄存器两种结构的系数akbi对滤波器的性能控制关系不直接因此调整起来不方便两种结构的极点位置的灵敏度太大(即极点对系数的变化过于灵敏)因此对有限字长(有限精度)十分灵敏容易引起
1. 牢固掌握IIR 及FIR数字滤波器的结构2. 了解数字滤波器的格型结构3. 掌握有限字长对数字滤波器设计的影响及改善有限字长效应的基本方法直接型结构级联型结构并联型结构IIR数字滤波器的直接型结构IIR数字滤波器的直接型结构IIR数字滤波器的直接型结构IIR数字滤波器的级联型结构 IIR数字滤波器的级联型结构优点IIR数字滤波器的并联型结构 IIR数字滤波器的并联型结构优缺点将系统
二数字滤波器的工作原理 设 是系统的输入 是其傅氏变换信号流图是用节点与有向支路描述连续与离散系统的10频率响应对系数变化过于灵敏也就是对有限精度(有限字长)运算过于灵敏容易出现不稳定或产生较大误差交换 的位置IIR滤波器直接型结构优缺点:-34当M=N时共有 节(5)具有最少的存储器并联型的特点:将典范型结构的
二、IIR数字滤波器的基本结构1)系统的单位抽样相应h(n)无限长 IIR数字滤波器的特点:3)存在输出到输入的反馈,递归型结构IIR数字滤波器的基本结构:直接Ⅰ型直接Ⅱ型(典范型)级联型并联型1、直接Ⅰ型差分方程:需N+M个延时单元2、直接Ⅱ型(典范型) 直接型的共同缺点:极点对系数的变化过于灵敏,易出现不稳定或较大误差运算的累积误差较大3、级联型将系统函数按零极点因式分解:将共轭成对的复数组合
理想数字滤波器实现方法——无限脉冲响应滤波器简称IIR (Infinite Impulse Response)它的单位脉冲响应为无限长网络中有反馈回路其系统函数为:——有限脉冲响应滤波器简称FIR (Finite Impulse Response)它的单位脉冲响应为有限长网络中没有反馈回路其系统函数为:回到本节wc带阻 一阶数字滤波器回到本节返回 二阶数字滤波器返回 数字谐振器对任意r可以推导出
2)系统函数H(z)在 处收敛有限z平面只有零点全部极点在 z = 0 处(因果系统)差分方程:每个基本节控制一对零点便于控制滤波器的传输零点频率响应: 修正频率抽样结构即对称中心在 (N-1) 2处
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