數(shù)字信號(hào)處理課件--第六章復(fù)習(xí).ppt

1、課件,1,課件,2,一、數(shù)字濾波器的基本概念,1、數(shù)字濾波器的分類,經(jīng)典濾波器：,現(xiàn)代濾波器：,選頻濾波器,維納濾波器 卡爾曼濾波器 自適應(yīng)濾波器等,課件,3,按功能分：低通、高通、帶通、帶阻、全通濾波器,課件,4,按實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)或單位抽樣響應(yīng)分：,FIR濾波器（N-1階）,IIR濾波器（N階）,課件,5,2、數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)過(guò)程,用一個(gè)因果穩(wěn)定的離散LSI系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)H(z)逼近此性能指標(biāo),按設(shè)計(jì)任務(wù)，確定濾波器性能要求，制定技術(shù)指標(biāo),利用有限精度算法實(shí)現(xiàn)此系統(tǒng)函數(shù)：如運(yùn)算結(jié)構(gòu)、字長(zhǎng)的選擇等,實(shí)際技術(shù)實(shí)現(xiàn)：軟件法、硬件法或DSP芯片法,課件,6,3、數(shù)字濾波器的技術(shù)要求,選頻濾波器的頻率

2、響應(yīng)：,為幅頻特性：表示信號(hào)通過(guò)該濾波器后 各頻率成分的衰減情況,為相頻特性：反映各頻率成分通過(guò)濾波器 后在時(shí)間上的延時(shí)情況,課件,7,：通帶截止頻率,：阻帶截止頻率,：通帶容限,：阻帶容限,阻帶：,過(guò)渡帶：,通帶：,理想濾波器不可實(shí)現(xiàn)，只能以實(shí)際濾波器逼近,課件,8,通帶最大衰減：,阻帶最小衰減：,其中：,課件,9,5、IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法,先設(shè)計(jì)模擬濾波器，再轉(zhuǎn)換為數(shù)字濾波器,用一因果穩(wěn)定的離散LSI系統(tǒng)逼近給定的性能要求：,即為求濾波器的各系數(shù)：,計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)法,s平面逼近：模擬濾波器,z平面逼近：數(shù)字濾波器,課件,10,二、沖激響應(yīng)不變法,數(shù)字濾波器的單位沖激響應(yīng) 模仿模擬濾波

3、器的單位沖激響應(yīng),1、變換原理,T抽樣周期,課件,11,課件,12,系數(shù)相同：,極點(diǎn)：s 平面 z 平面,穩(wěn)定性不變：s 平面 z 平面,令：,修 正,課件,13,2、優(yōu)缺點(diǎn),優(yōu)點(diǎn)：,缺點(diǎn)：,保持線性關(guān)系： 線性相位模擬濾波器轉(zhuǎn)變?yōu)榫€性相位數(shù)字濾波器,頻率響應(yīng)混迭 只適用于限帶的低通、帶通濾波器,h(n)完全模仿模擬濾波器的單位抽樣響應(yīng) 時(shí)域逼近良好,課件,14,三、雙線性變換法,1 變換原理,課件,15,課件,16,課件,17,為使模擬濾波器某一頻率與數(shù)字濾波器的任一頻率有對(duì)應(yīng)關(guān)系，引入系數(shù) c,課件,18,2、變換常數(shù)c的選擇,2）某一特定頻率嚴(yán)格相對(duì)應(yīng)：,1）低頻處有較確切的對(duì)應(yīng)關(guān)系：,特定頻率處頻率響應(yīng)嚴(yán)格相等，可以較準(zhǔn)確地控制截止頻率位置,課件,19,3、優(yōu)缺點(diǎn),優(yōu)點(diǎn)：,避免了頻率響應(yīng)的混迭現(xiàn)象,s 平面與 z 平面為單值變換,課件,20,預(yù)畸變,給定數(shù)字濾波器的截止頻率 ，則,按 設(shè)計(jì)模擬濾波器，經(jīng)雙線性變換后，即可得到 為截止頻率的數(shù)字濾波器,課件,21,四、模擬域頻帶變換法,歸一化：,課件,22,1、模擬低通模擬低通,當(dāng)通帶截止頻率 時(shí)，相當(dāng)于去歸一化,課件,23,掌握： 例：設(shè)計(jì)Butterworth數(shù)字低通濾波器，要求在頻率低于 r