有限長單位沖激響應(yīng)FIR濾波器的設(shè)計方法

第7FIR濾波器的設(shè)計方法7.1引言7.2線性相位FIR濾波器的特點7.3用窗函數(shù)法設(shè)計FIR濾波器7.4用頻率采樣FIR濾波器7.5FIR濾波器和IIR濾波器的比較7.1引言

對應(yīng)的系統(tǒng)函數(shù):因為它是一種線性時不變系統(tǒng)，可用卷積和形式表示

比較①、③得：FIR數(shù)字濾波器的差分方程描述:①③②FIR數(shù)字濾波器的特點(與IIR數(shù)字濾波器比較)：

優(yōu)點：（1）很容易獲得嚴格的線性相位，避免被處理的信號產(chǎn)生相位失真，這一特點在寬頻帶信號處理、陣列信號處理、數(shù)據(jù)傳輸?shù)认到y(tǒng)中非常重要；（2）可得到多帶幅頻特性；（3）極點全部在原點（永遠穩(wěn)定），無穩(wěn)定性問題；（4）任何一個非因果的有限長序列，總可以通過一定的延時，轉(zhuǎn)變?yōu)橐蚬蛄?，所以因果性總是滿足；（5）無反饋運算，運算誤差小。缺點：（1）因為無極點，要獲得好的過渡帶特性，需以較高的階數(shù)為代價；（2）無法利用模擬濾波器的設(shè)計結(jié)果，一般無解析設(shè)計公式，要借助計算機輔助設(shè)計程序完成。7.2線性相位FIR濾波器的特點如果FIR數(shù)字濾波器的單位脈沖響應(yīng)h(n)是實數(shù)序列，而且滿足偶對稱或奇對稱的條件，即則濾波器就具有嚴格的線性相位特點。一、線性相位特性

(1)h(n)偶對稱的情況:

h(n)=h(N-1-n) 0≤n≤N-1

其系統(tǒng)函數(shù)為：

將m=N-1-n代入

即

上式進一步寫成：

濾波器的頻率響應(yīng)為可以看到，上式的Σ以內(nèi)全部是標量，如果將頻率響應(yīng)用相位函數(shù)θ(ω)及幅度函數(shù)H(ω)表示那么有：幅度函數(shù)H(ω)是標量函數(shù)，可以包括正值、負值和零，而且是ω的偶對稱函數(shù)和周期函數(shù);而|H(ejω)|取值大于等于零,兩者在某些ω值上相位相差π。相位函數(shù)θ(ω)具有嚴格的線性相位，如圖7-3所示。圖7-3.h(n)偶對稱時的線性相位特性數(shù)字濾波器的群延遲τ(ω)定義為

式中，grd(groupdelay)為群延遲函數(shù)。由上式可知，當(dāng)h(n)滿足偶對稱時，F(xiàn)IR數(shù)字濾波器具有(N-1)/2個采樣的延時，它等于單位脈沖響應(yīng)h(n)長度的一半。也就是說，F(xiàn)IR數(shù)字濾波器的輸出響應(yīng)整體相對于輸入延時了(N-1)/2個采樣周期。其系統(tǒng)函數(shù)為

因此H(z)=-z-(N-1)H(z-1)h(n)=-h(N-1-n)0≤n≤N-1h(n)奇對稱的情況:

同樣可以改寫成其頻率響應(yīng)為所以有:

幅度函數(shù)H(ω)可以包括正值、負值和零，而且是ω的奇對稱函數(shù)和周期函數(shù)。相位函數(shù)既是線性相位，又包括π/2的相移，如圖7-4所示。可以看出，當(dāng)h(n)為奇對稱時，F(xiàn)IR濾波器不僅有(N-1)/2個采樣的延時，還產(chǎn)生一個90°的相移。這種使所有頻率的相移皆為90°的網(wǎng)絡(luò)，稱為９０°移相器，或稱正交變換網(wǎng)絡(luò)。它和理想低通濾波器、理想微分器一樣，有著極重要的理論和實際意義。

當(dāng)h(n)為奇對稱時，F(xiàn)IR濾波器將是一個具有準確的線性相位的正交變換網(wǎng)絡(luò)。

圖7-4

h(n)奇對稱時的90o線性相位特性

二、幅度響應(yīng)特性

1.第一種類型：h(n)為偶對稱，N為奇數(shù)h(n)偶對稱的幅度函數(shù)式為：可以看出，不但h(n)對于(N-1)/2呈偶對稱，而且 也對(N-1)/2呈偶對稱，即:將Σ內(nèi)兩兩相等的項合并，幅度函數(shù)就可以表示為令 ，則上式可改寫為：可表示為式中:n=1,2,3,…,(N-1)/2由于cos(ωn)項對于ω=0,π,2π皆為偶對稱，因此幅度函數(shù)H(ω)對于ω=0,π，2π也呈偶對稱。

2.第二種類型：h(n)為偶對稱，N為偶數(shù)令 ，代入上式可得因此由于N為偶數(shù)，因此式中無單獨項，全部可以兩兩合并得式中:n=1,2,3,…,N/2當(dāng)ω=π時， ，余弦項對ω=π呈奇對稱，因此H(π)=0，即H(z)在z=ejπ=-1處必然有一個零點，而且H(ω)對ω=π呈奇對稱。當(dāng)ω=0或2π時， 或-1，余弦項對ω=0,2π為偶對稱，幅度函數(shù)H(ω)對于ω=0,2π也呈偶對稱。如果數(shù)字濾波器在ω=π處不為零，例如高通濾波器、帶阻濾波器，則不能用這類數(shù)字濾波器來設(shè)計。3.第三種類型：h(n)為奇對稱，N為奇數(shù)h(n)奇對稱的幅度函數(shù)式如下：由于h(n)對于(N-1)/2呈奇對稱，即h(n)=-h(N-1-n)，當(dāng)n=(N-1)/2時，因此， ,即h(n)奇對稱時，中間項一定為零。此外，式中， 也對(N-1)/2呈奇對稱。因此，在Σ中第n項和第(N-1-n)項是相等的，將這兩兩相等的項合并，即令 ，則上式可改寫為即式中:n=1,2,3,…,(N-1)/2由于sin(ωn)在ω=0,π,2π處都為零，并對這些點呈奇對稱，因此幅度函數(shù)H(ω)在ω=0,π,2π處為零，即H(z)在z=±1上都有零點，且H(ω)對于ω=0,π,2π也呈奇對稱。如果數(shù)字濾波器在ω=0,π,2π處不為零，例如低通濾波器、高通濾波器、帶阻濾波器，則不能用這類數(shù)字濾波器來設(shè)計，除非不考慮這些頻率點上的值。

4.第四種類型：h(n)為奇對稱，N為偶數(shù)令 ，則有由于N為偶數(shù)，因此式中無單獨項，全部可以兩兩合并得因此式中:當(dāng)ω=0,2π時， ，且對ω=0,2π呈奇對稱，因此H(ω)在ω=0,2π處為零，即H(z)在z=1處有一個零點，且H(ω)對ω=0,2π也呈奇對稱。當(dāng)ω=π時， 或1，則 對ω=π呈偶對稱，幅度函數(shù)H(ω)對于ω=π也呈偶對稱。如果數(shù)字濾波器在ω=0,2π處不為零，例如低通濾波器、帶阻濾波器，則不能用這類數(shù)字濾波器來設(shè)計。上述四種線性相位FIR濾波器的特性示于表7-1中。表7-1四種線性相位FIR濾波器特性表7-1四種線性相位FIR濾波器特性三、線性相位FIR濾波器的零點位置線性相位FIR濾波器的系統(tǒng)函數(shù)為：H(z)=±z-(N-1)H(z-1)因此，若z=zi是H(z)的零點，即H(zi)=0，則z=1/zi=zi-1也一定是H(z)的零點，(H(zi-1)=±zi

(N-1)

H(zi)=0）當(dāng)h(n)是實數(shù)時，H(z)的零點必成共軛對出現(xiàn)，所以z=zi*及z=(z*i)-1也一定是H(z)的零點，因而線性相位FIR濾波器的零點必是互為倒數(shù)的共軛對。這種互為倒數(shù)的共軛對有四種可能性：圖7-5線性相位FIR濾波器的零點位置圖由幅度響應(yīng)的討論可知，第二種類型的線性相位濾波器H(π)=0，因此必然有單根z=-1。第四種類型的線性相位濾波器H(0)=0,因此必然有單根z=1。第三種類型的線性相位濾波器H(0)=H(π）=0，因此必然有兩種單根z=±1。

了解了線性相位FIR濾波器的特點，便可根據(jù)實際需要選擇合適類型的FIR濾波器，同時設(shè)計時需遵循有關(guān)的約束條件。下面討論線性相位FIR濾波器的設(shè)計方法時，都要用到這些特點。

如果希望得到的濾波器的理想頻率響應(yīng)為:

窗口設(shè)計法（時域逼近）頻率采樣法（頻域逼近）最優(yōu)化設(shè)計（等波紋逼近）那么FIR濾波器的設(shè)計就在于尋找一個傳遞函數(shù)去逼近,逼近方法有三種：7.3用窗函數(shù)法設(shè)計FIR濾波器一、設(shè)計方法窗函數(shù)法是設(shè)計FIR數(shù)字濾波器最簡單的方法。這種方法一般是先給定所要求的理想濾波器的頻率響應(yīng)，要求設(shè)計一個FIR濾波器頻率響應(yīng) ,去逼近理想的頻率響應(yīng)。因此，必須首先由理想頻率響應(yīng)

的傅里葉反變換推導(dǎo)出對應(yīng)的單位脈沖響應(yīng):

窗函數(shù)法設(shè)計FIR數(shù)字濾波器是在時域進行的,從單位脈沖響應(yīng)序列著手，使h(n)逼近理想的單位脈沖響應(yīng)序列hd(n)。（7-36）由于許多理想化的系統(tǒng)均用分段恒定的或分段函數(shù)表示的頻率響應(yīng)來定義，因此hd(n)一定是無限長的序列，且是非因果的。而我們要設(shè)計的是FIR濾波器，其h(n)必定是有限長的，所以要用有限長的h(n)來逼近無限長的hd(n)，最簡單且最有效的方法是截斷hd(n)0≤n≤N-1其他式中如果采用簡單截取，則窗函數(shù)為矩形窗。0≤n≤N-1其他矩形窗

通常，我們可以把h(n)表示為所需單位脈沖響應(yīng)與一個有限長的窗口函數(shù)序列w(n)的乘積，即h(n)=hd(n)w(n)的波形如下圖所示：相應(yīng)的單位脈沖響應(yīng)為：hd(n)是一個中心點在α的偶對稱、無限長、非因果序列，為了構(gòu)造一個長度為N的線性相位濾波器，只有將hd(n)截取一段，并保證截取的一段對(N-1)/2對稱，故中心點a必須取a=(N-1)/2。|ω|≤ωc

ωc<|ω|≤π例如，要求設(shè)計一個線性相位FIR數(shù)字低通濾波器，假設(shè)理想低通濾波器的頻率響應(yīng)為：（7-39）設(shè)截取的一段用h(n)表示，則理想低通的單位脈沖響應(yīng)及矩形窗分析窗口函數(shù)法對頻響產(chǎn)生的影響

逼近程度根據(jù)復(fù)卷積定理，由可得h(n)的頻率特性為：

H(ejω)能否逼近Hd(ejω)取決于窗函數(shù)的頻譜特性W(ejω)（7-42）這里選用矩形窗RN(n)，其頻譜特性為幅頻特性和相頻特性為（7-45）式中：其中，WR(ω)是周期函數(shù)，主瓣寬度為4π/N，兩側(cè)有許多衰減振蕩的旁瓣。通常主瓣定義為原點兩邊第一個過零點之間的區(qū)域。若將理想濾波器的頻率響應(yīng)也寫成則其幅頻特性將式（7-45）和式（7-47）代入式（7-42），就可以得到實際設(shè)計的FIR濾波器頻率響應(yīng)為：（7-47）設(shè)則實際設(shè)計的FIR濾波器的幅頻特性為顯然，對實際FIR濾波器的幅頻特性H(ω)有影響的只是窗函數(shù)的幅頻特性WR(ω)。實際FIR濾波器的幅頻特性是理想低通濾波器的幅頻特性與窗函數(shù)的幅頻特性的卷積。（7-51）卷積過程說明:（1）ω=0時的響應(yīng)H(0)，根據(jù)式（6-38），響應(yīng)應(yīng)該是圖中（a）和(b)兩個函數(shù)乘積的積分，即H(0)等于WR(θ)在θ=-ωc到θ=+ωc一段的積分面積。通常ωc>>2π/N，H(0)實際上近似等于WR(θ)的全部積分（θ=-π到θ=+π）面積。

（2）ω=ωc時的響應(yīng)H(ωc)，Hd(θ)剛好與WR(ω-θ)的一半重疊，如圖(c)。因此卷積值剛好是H(0)的一半，即H(ωc)/H(0)=1/2，如圖（f）。(4)當(dāng)

時，主瓣全部在通帶外都在Hd(θ)的通帶（|ω|≤ωc）之外，而通帶內(nèi)的旁瓣負的面積大于正的面積，因而卷積結(jié)果達到最負值，頻響出現(xiàn)負肩峰。(3)當(dāng)時，的主瓣全部在的通帶內(nèi)，這時應(yīng)出現(xiàn)正的肩峰。(6)當(dāng)時，的右邊旁瓣將進入的通帶，右邊旁瓣的起伏造成值圍繞值而波動。(5)當(dāng)時，隨增加，左邊旁瓣的起伏部分掃過通帶，卷積也隨著的旁瓣在通帶內(nèi)的面積變化而變化，故將圍繞著零值而波動。綜上所述，加窗函數(shù)處理后，對理想頻率響應(yīng)產(chǎn)生以下幾點影響：（1）H(ω)將Hd(ω)在截止頻率處的間斷點變成了連續(xù)曲線，使理想頻率特性不連續(xù)點處邊沿加寬，形成一個過渡帶，過渡帶的寬度等于窗的頻率響應(yīng)WR(ω)的主瓣寬度Δω=4π/N，即正肩峰與負肩峰的間隔為4π/N。窗函數(shù)的主瓣越寬，過渡帶也越寬。（2）在截止頻率ωc的兩邊即ω=ωc±(2π/N)的地方，H(ω)出現(xiàn)最大的肩峰值，肩峰的兩側(cè)形成起伏振蕩，其振蕩幅度取決于旁瓣的相對幅度，而振蕩的多少，則取決于旁瓣的多少。（3）改變N，只能改變窗譜函數(shù)的主瓣寬度，改變ω的坐標比例以及改變WR(ω)的絕對值大小。例如，在矩形窗情況下，式中，x=ωN/2。當(dāng)截取長度N增加時，只會減小過渡帶寬度（4π/N），但不能改變主瓣與旁瓣幅值的相對比例;同樣，也不會改變肩峰的相對值。這個相對比例是由窗函數(shù)形狀決定的，與N無關(guān)。換句話說，增加截取窗函數(shù)的長度N只能相應(yīng)的減少過渡帶，而不能改變肩峰值。由于肩峰值的大小直接影響通帶特性和阻帶衰減，所以對濾波器的性能影響較大。例如,在矩形窗情況下，最大相對肩峰值為8.95%，N增加時，2π/N減小，起伏振蕩變密，最大相對肩峰值則總是8.95%，這種現(xiàn)象稱為吉布斯效應(yīng)。二、各種窗函數(shù)矩形窗截斷造成的肩峰值為8.95%，則阻帶最小衰減為20lg(8.95%)=-21dB,這個衰減量在工程上常常是不夠大的。為了加大阻帶衰減，只能改變窗函數(shù)的形狀。只有當(dāng)窗譜逼近沖激函數(shù)時，也就是絕大部分能量集中于頻譜中點時，H(ω)才會逼近Hd(ω)。這相當(dāng)于窗的寬度為無限長，等于不加窗口截斷，這沒有實際意義。從以上討論中看出，窗函數(shù)序列的形狀及長度的選擇很關(guān)鍵，一般希望窗函數(shù)滿足兩項要求：（1）窗譜主瓣盡可能地窄，以獲取較陡的過渡帶。（2）盡量減少窗譜的最大旁瓣的相對幅度。也就是能量盡量集中于主瓣，這樣使肩峰和波紋減小，就可增大阻帶的衰減。但是這兩項要求是不能同時都滿足的。當(dāng)選用主瓣寬度較窄時，雖然得到較陡的過渡帶，但通帶和阻帶的波動明顯增加；當(dāng)選用最小的旁瓣幅度時，雖能得到平坦的幅度響應(yīng)和較小的阻帶波紋，但過渡帶加寬，也即主瓣會加寬。因此,實際所選用的窗函數(shù)往往是它們的折衷。在保證主瓣寬度達到一定要求的前提下，適當(dāng)犧牲主瓣寬度以換取相對旁瓣的抑制。以上是從幅頻特性的改善對窗函數(shù)提出的要求。實際上設(shè)計的FIR濾波器往往要求具有線性相位，h(n)=hd(n)w(n)因此，除了要求hd(n)滿足線性相位條件外，對w(n)也要求長度N有限，且以(N-1)/2為其對稱中心，即w(n)=w(N-1-n)綜上所述，窗函數(shù)不僅起截斷作用，還能起平滑作用，在很多領(lǐng)域都得到廣泛應(yīng)用。因此,設(shè)計一個特性良好的窗函數(shù)有著重要的實際意義。

設(shè)計FIR濾波器常用的窗函數(shù)有：

1.矩形窗0≤n≤N-1其他2.三角形（Bartlett）窗w(n)的傅里葉變換為近似結(jié)果在N>>1時成立。此時，主瓣寬度為8π/N,比矩形窗主瓣寬度增加一倍，但旁瓣卻小很多。3.漢寧（Hanning）窗漢寧窗又稱升余弦窗。利用傅里葉變換特性，可得當(dāng)N>>1時，N-1≈N,所以窗函數(shù)的幅頻函數(shù)為這三部分之和，使旁瓣互相抵消，能量更集中在主瓣，但是代價是主瓣寬度比矩形窗的主瓣寬度增加一倍，即為8π/N。4.海明（Hamming）窗海明窗又稱改進的升余弦窗。把升余弦窗加以改進，可以得到旁瓣更小的效果，窗形式為w(n)的頻率響應(yīng)的幅度特性為

與漢寧窗相比，主瓣寬度相同，為8π/N，但旁瓣又被進一步壓低，結(jié)果可將99.963%的能量集中在窗譜的主瓣內(nèi)。5.布拉克曼（Blackman）窗布拉克曼窗又稱二階升余弦窗。為了進一步抑制旁瓣，對升余弦窗函數(shù)再加上一個二次諧波的余弦分量，變成布拉克曼窗，故又稱二階升余弦窗。w(n)的頻率響應(yīng)的幅度特性為主瓣寬度是矩形窗的主瓣寬度的3倍（12π/N）圖7-10五種常用的窗函數(shù)圖7-11圖7-10的各種窗函數(shù)的傅里葉變換（N=51），A=20lg|W(ω)/W(0)|(a)矩形窗;(b)巴特利特窗（三角形窗）;(c)漢寧窗;(d)海明窗;(e)布拉克曼窗圖7-12理想低通濾波器加窗后的幅度響應(yīng)（N=51）,A=20lg|H(ω)/H(0)|(a)矩形窗;(b)巴特利特窗（三角形窗）;(c)漢寧窗;(d)海明窗;(e)布拉克曼窗6.凱塞（Kaiser）窗這是一種適應(yīng)性較強的窗，其窗函數(shù)的表示式為0≤n≤N-1式中，I0(x)是第一類變形零階貝塞爾函數(shù)，β是一個可自由選擇的參數(shù)。

圖7-13凱塞窗函數(shù)表7-2凱塞窗的性能表7-3六種窗函數(shù)基本參數(shù)的比較下面將窗函數(shù)法的設(shè)計步驟歸納如下：（1）給定希望逼近的頻率響應(yīng)函數(shù)Hd(ejω)。（2）利用式（7-36）求單位脈沖響應(yīng)hd(n)=IDTFT[Hd(ejω)]。如果Hd(ejω)很復(fù)雜或不能直接計算積分，則必須用求和代替積分，以便在計算機上計算，也就是要計算離散傅里葉反變換，一般都采用FFT來計算。將積分限分成M段，也就是令采樣頻率為ωk=2πk/M，k=0,1,2,…,M-1，則有頻域的采樣，造成時域序列的周期延拓，延拓周期是M，即由于hd(n)有可能是無限長的序列，因此嚴格說，必須當(dāng)M→∞時，hＭ(n)才能等于hd(n)而不產(chǎn)生混疊現(xiàn)象，即 。實際上，由于hd(n)隨n的增加衰減很快，一般只要M足夠大，即M>>N，近似就足夠了。

（3）由過渡帶寬及阻帶最小衰減的要求，可選定窗形狀，并估計窗口長度N。設(shè)待求濾波器的過渡帶用Δω表示，它近似等于窗函數(shù)主瓣寬度。因過渡帶Δω近似與窗口長度成反比，N≈A/Δω，A決定于窗口形式。例如，矩形窗A=4π，海明窗A=8π等，A參數(shù)選擇參考表7-3。按照過渡帶及阻帶衰減情況，選擇窗函數(shù)形式。原則是在保證阻帶衰減滿足要求的情況下，盡量選擇主瓣窄的窗函數(shù)。

（4）求得所設(shè)計的FIR濾波器的單位脈沖響應(yīng)。h(n)=hd(n)w(n)0≤n≤N-1（5）由h(n)求FIR濾波器的系統(tǒng)函數(shù)H(z)或H

(ejω)=DTFT[h(n)]檢查是否滿足設(shè)計要求。通常整個設(shè)計過程可利用計算機編程來實現(xiàn)，可多選擇幾種窗函數(shù)來試探，從而設(shè)計出性能良好的FIR濾波器。例7-1：根據(jù)下列技術(shù)指標，設(shè)計一個FIR低通濾波器。通帶截止頻率ωp=0.2π，通帶允許波動δ1=0.25dB；阻帶截止頻率ωst=0.3π，阻帶衰減δ2=50dB。解查表7-3可知，海明窗和布拉克曼窗均可提供大于50dB的衰減。但海明窗具有較小的過渡帶從而具有較小的長度N。根據(jù)題意，所要設(shè)計的濾波器的過渡帶為由表7-3可知，利用海明窗設(shè)計的濾波器的過渡帶寬Δω=8π/N，所以低通濾波器單位脈沖響應(yīng)的長度為3dB通帶截止頻率為由式（7-39）可知，理想低通濾波器的單位脈沖響應(yīng)為海明窗為則所設(shè)計的濾波器的單位脈沖響應(yīng)為N=80所設(shè)計的濾波器的頻率響應(yīng)為利用計算機編程實現(xiàn)，結(jié)果如下圖所示。(a)是理想低通濾波器的單位脈沖響應(yīng)hd(n);(b)是海明窗函數(shù);(c)是實際低通濾波器的單位脈沖響應(yīng)h(n);(d)是實際低通濾波器的幅頻特性|H(ejω)|，以dB為單位。濾波器長N=80，實際阻帶衰減為As=53dB，通帶波動為Ap=0.0316dB，均滿足設(shè)計要求。例7-A中低通濾波器設(shè)計結(jié)果窗口法設(shè)計的主要優(yōu)點是簡單，使用方便。窗口函數(shù)大多有封閉的公式可循，性能、參數(shù)都已有表格、資料可供參考，計算程序簡便，所以很實用。缺點是通帶和阻帶的截止頻率不易控制。

工程上，常給定頻域上的技術(shù)指標，所以采用頻域設(shè)計更直接?；舅枷胧顾O(shè)計的FIR數(shù)字濾波器的頻率特性在某些離散頻率點上的值準確地等于所需（理想）濾波器在這些頻率點處的值，在其它頻率處的特性則要有較好的逼近。內(nèi)插公式7.4頻率采樣設(shè)計法確定內(nèi)插函數(shù):圖7-16頻率采樣的響應(yīng)在各頻率采樣點上，濾波器的實際頻率響應(yīng)是嚴格地和理想頻率響應(yīng)數(shù)值相等的。但是在采樣點之間的頻響則是由各采樣點的加權(quán)內(nèi)插函數(shù)的延伸疊加而成的,因而有一定的逼近誤差，誤差大小取決于理想頻率響應(yīng)曲線形狀。一、線性相位的約束

設(shè)計線性相位的FIR濾波器，則其采樣值H(k)的幅度和相位一定要滿足前面所討論的四類線性相位濾波器的約束條件。

（1）對于第一類線性相位濾波器，即h(n)偶對稱，長度N為奇數(shù)時，（7-91）第一類線性相位濾波器幅度函數(shù)H(ω)關(guān)于ω=0,π,2π為偶對稱，即如果采樣值H(k)=H(ej2πk/N)也用幅值Hk（純標量）與相角θk表示，即并在ω=0～2π之間等間隔采樣N點k=0,1,2,…,N-1（7-92）由式（7-91）可知，必須有：由式（7-92）可知，Hk滿足偶對稱要求：

（2）對于第二類線性相位FIR濾波器，即h(n)偶對稱，N為偶數(shù)，則其H(ejω)的表達式仍為:其幅度函數(shù)H(ω)關(guān)于ω=π是奇對稱的，關(guān)于ω=0,2π為偶對稱，H(ω)=-H(2π-ω)Hk也應(yīng)滿足奇對稱要求：Hk=-HN-k

（3）對于第三類線性相位FIR濾波器，即h(n)奇對稱，N為奇數(shù)時，H(ejω)=H(ω)ejθ(ω)式中：第三類線性相位濾波器幅度函數(shù)H(ω)關(guān)于ω=0,π,2π為奇對稱，即這樣有：（4）對于第四類線性相位FIR濾波器，即h(n)奇對稱，N為偶數(shù)，則其H(ejω)的表達式仍為:其幅度函數(shù)H(ω)關(guān)于ω=π是偶對稱的，關(guān)于ω=0,2π為奇對稱，即所以，這時的Hk也應(yīng)滿足偶對稱要求而θk則與前面（3）中的相同。例：設(shè)計一個FIR數(shù)字低通濾波器，其理想特性為

采樣點數(shù)N=33，要求線性相位。解：能設(shè)計低通線性相位數(shù)字濾波器的只有1、2兩種，因N為奇數(shù)，所以只能選擇第一種。即h(n)=h(N-1-n)，幅頻特性關(guān)于π偶對稱，也即HK偶對稱。利用HK的對稱性,求π～2π區(qū)間的頻響采樣值。根據(jù)指標要求，在0～2π內(nèi)有33個取樣點，所以第k點對應(yīng)頻率為而截止頻率0.5π位于之間，所以，k=0～8時，取樣值為1；根據(jù)對稱性，故k=25～32時，取樣值也為1，因k=33為下一周期，所以0～π區(qū)間有9個值為1的采樣點，π～2π區(qū)間有8個值為1的采樣點，因此：將代入內(nèi)插公式，求H(ejω)：考慮到8<k<25時Hk=0，而其它k時，Hk=1,則

從圖上可以看出，其過渡帶寬為一個頻率采樣間隔2π/33，而最小阻帶衰減略小于20dB。對大多數(shù)應(yīng)用場合，阻帶衰減如此小的濾波器是不能令人滿意的。增大阻帶衰減三種方法：1）加寬過渡帶寬，以犧牲過渡帶換取阻帶衰減的增加。例如在本例中可在k=9和k=24處各增加一個過渡帶采樣點H9=H24=0.5，使過渡帶寬增加到二個頻率采樣間隔4π/33，重新計算的H(ejω)，其阻帶衰減增加到約-40dB。

2）過渡帶的優(yōu)化設(shè)計根據(jù)H(ejω)的表達式，H(ejω)是Hk的線性函數(shù)，因此還可以利用線性最優(yōu)化的方法確定過渡帶采樣點的值，得到要求的濾波器的最佳逼近（而不是盲目地設(shè)定一個過渡帶值）。例如，本例中可以用簡單的梯度搜索法來選擇H9、H24,使通帶或阻帶內(nèi)的最大絕對誤差最小化。

要求使阻帶內(nèi)最大絕對誤差達到最?。ㄒ布醋钚∷p達到最大），可計算得H9=0.3904。對應(yīng)的H(ejω)的幅頻特性，比H9=0.5時的阻帶衰減大大改善,衰減約-50dB。如果還要進一步改善阻帶衰減，可以進一步加寬過渡區(qū)，添上第二個甚至第三個不等于0的頻率取樣值，當(dāng)然也可用線性最優(yōu)化求取這些取樣值。

3）增大N如果要進一步增加阻帶衰減，但又不增加過渡帶寬，可增加采樣點數(shù)N。例如，同樣邊界頻率ωc=0.5π,以N=65采樣，并在k=17和k=48插入由阻帶衰減最優(yōu)化計算得到的采樣值H17=H48=0.5886,在k=18、47處插入經(jīng)阻帶衰減最優(yōu)化計算獲得的采樣值H17=H48=0.1065,這時得到的H(ejω)，過渡帶為6π/65，而阻帶衰減增加了20多分貝，達-60dB以上，當(dāng)然，代價是濾波器階數(shù)增加，運算量增加。頻率采樣設(shè)計法優(yōu)點：①

直接從頻域進行設(shè)計，物理概念清楚，直觀方便；②

適合于窄帶濾波器設(shè)計，這時頻率響應(yīng)只有少數(shù)幾個非零值。

缺點：截止頻率難以控制。因頻率取樣點都局限在2π/N的整數(shù)倍點上，所以在指定通帶和阻帶截止頻率時，這種方法受到限制，比較死板。充分加大N，可以接近任何給定的頻率，但計算量和復(fù)雜性增加。

FIRIIR設(shè)計方法一般無解析的設(shè)計公式，要借助計算機程序完成利用AF的成果，可簡單、有效地完成設(shè)計

設(shè)計結(jié)果可得到幅頻特性（可以多帶）和線性相位（最大優(yōu)點）只能得到幅頻特性，相頻特性未知（一大缺點），如需要線性相位，須用全通網(wǎng)絡(luò)校準，但增加濾波器階數(shù)和復(fù)雜性穩(wěn)定性極點全部在原點（永遠穩(wěn)定）無穩(wěn)定性問題有穩(wěn)定性問題

階數(shù)

結(jié)構(gòu)非遞歸遞歸運算誤差一般無反饋，運算誤差小有反饋，由于運算中的四舍五入會產(chǎn)生寄生振蕩快速算法可用FFT實現(xiàn)，減少運算量無快速運算方法低7.5IIR與FIR數(shù)字濾器的比較高安全閥基本知識如果壓力容器(設(shè)備/管線等)壓力超過設(shè)計壓力…1.盡可能避免超壓現(xiàn)象堵塞(BLOCKED)火災(zāi)(FIRE)熱泄放(THERMALRELIEF)如何避免事故的發(fā)生?2.使用安全泄壓設(shè)施爆破片安全閥如何避免事故的發(fā)生?01安全閥的作用就是過壓保護!一切有過壓可能的設(shè)施都需要安全閥的保護!這里的壓力可以在200KG以上,也可以在1KG以下!設(shè)定壓力(setpressure)安全閥起跳壓力背壓(backpressure)安全閥出口壓力超壓(overpressure)表示安全閥開啟后至全開期間入口積聚的壓力.幾個壓力概念彈簧式先導(dǎo)式重力板式先導(dǎo)+重力板典型應(yīng)用電站鍋爐典型應(yīng)用長輸管線典型應(yīng)用罐區(qū)安全閥的主要類型02不同類型安全閥的優(yōu)缺點結(jié)構(gòu)簡單,可靠性高適用范圍廣價格經(jīng)濟對介質(zhì)不過分挑剔彈簧式安全閥的優(yōu)點預(yù)漏--由于閥座密封力隨介質(zhì)壓力的升高而降低,所以會有預(yù)漏現(xiàn)象--在未達到安全閥設(shè)定點前,就有少量介質(zhì)泄出.100%SEATINGFORCE75502505075100%SETPRESSURE彈簧式安全閥的缺點過大的入口壓力降會造成閥門的頻跳,縮短閥門使用壽命.ChatterDiscGuideDiscHolderNozzle彈簧式安全閥的缺點彈簧式安全閥的缺點=10090807060500102030405010%OVERPRESSURE%BUILT-UPBACKPRESSURE%RATEDCAPACITY普通產(chǎn)品平衡背壓能力差.在普通產(chǎn)品基礎(chǔ)上加裝波紋管,使其平衡背壓的能力有所增強.能夠使閥芯內(nèi)件與高溫/腐蝕性介質(zhì)相隔離.平衡波紋管彈簧式安全閥的優(yōu)點優(yōu)異的閥座密封性能,閥座密封力隨介質(zhì)操作壓力的升高而升高,可使系統(tǒng)在較高運行壓力下高效能地工作.ResilientSeatP1P1P2先導(dǎo)式安全閥的優(yōu)點平衡背壓能力優(yōu)秀有突開型/調(diào)節(jié)型兩種動作特性可遠傳取壓先導(dǎo)式安全閥的優(yōu)點對介質(zhì)比較挑剃,不適用于較臟/較粘稠的介質(zhì),此類介質(zhì)會堵塞引壓管及導(dǎo)閥內(nèi)腔.成本較高.先導(dǎo)式安全閥的缺點重力板式產(chǎn)品的優(yōu)點目前低壓儲罐呼吸閥/緊急泄放閥的主力產(chǎn)品.結(jié)構(gòu)簡單.價格經(jīng)濟.重力板式產(chǎn)品的缺點不可現(xiàn)場調(diào)節(jié)設(shè)定值.閥座密封性差,并有較嚴重的預(yù)漏.受背壓影響大.需要很高的超壓以達到全開.不適用于深冷/粘稠工況.幾個常用規(guī)范ASMEsectionI-動力鍋爐(FiredVessel)ASMEsectionVIII-非受火容器(UnfiredVessel)API2000-低壓安全閥設(shè)計(LowpressurePRV)API520-火災(zāi)工況計算與選型(FireSizing)API526-閥門尺寸(ValveDimension)API527-閥座密封(SeatTightness)介質(zhì)狀態(tài)(氣/液/氣液雙相).氣態(tài)介質(zhì)的分子量&Cp/Cv值.液態(tài)介質(zhì)的比重/黏度.安全閥泄放量要求.設(shè)定壓力.背壓.泄放溫度安全閥不以連接尺寸作為選型報價依據(jù)!如何提供高質(zhì)量的詢價?彈簧安全閥的結(jié)構(gòu)彈簧安全閥起跳曲線彈簧安全閥結(jié)構(gòu)彈簧安全閥結(jié)構(gòu)導(dǎo)壓管活塞密封活塞導(dǎo)向不平衡移動副(活塞)導(dǎo)管導(dǎo)閥彈性閥座P1P1P2先導(dǎo)式安全閥結(jié)構(gòu)先導(dǎo)式安全閥的工作原理頻跳安全閥的頻跳是一種閥門高頻反復(fù)開啟關(guān)閉的現(xiàn)象。安全閥頻跳時，一般來說密封面只打開其全啟高度的幾分只一或十幾分之一，然后迅速回座并再次起跳。頻跳時，閥瓣和噴嘴的密封面不斷高頻撞擊會造成密封面的嚴重損傷。如果頻跳現(xiàn)象進一步加劇還有可能造成閥體內(nèi)部其他部分甚至系統(tǒng)的損傷。安全閥工作不正常的因素頻跳后果1、導(dǎo)向平面由于反復(fù)高頻磨擦造成表面劃傷或局部材料疲勞實效。2、密封面由于高頻碰撞造成損傷。3、由于高頻振顫造成彈簧實效。4、由頻跳所帶來的閥門及管道振顫可能會破壞焊接材料和系統(tǒng)上其他設(shè)備。5、由于安全閥在頻跳時無法達到需要的排放量，系統(tǒng)壓力有可能繼續(xù)升壓并超過最大允許工作壓力。安全閥工作不正常的因素A、系統(tǒng)壓力在通過閥門與系統(tǒng)之間的連接管時壓力下降超過3%。當(dāng)閥門處于關(guān)閉狀態(tài)時，閥門入口處的壓力是相對穩(wěn)定的。閥門入口壓力與系統(tǒng)壓力相同。當(dāng)系統(tǒng)壓力達到安全閥的起跳壓力時，閥門迅速打開并開始泄壓。但是由于閥門與系統(tǒng)之間的連接管設(shè)計不當(dāng)，造成連接管內(nèi)局部壓力下降過快超過3%，是閥門入口處壓力迅速下降到回座壓力而導(dǎo)致閥門關(guān)閉。因此安全閥開啟后沒有達到完全排放，系統(tǒng)壓力仍然很高，所以閥門會再次起跳并重復(fù)上述過程，既發(fā)生頻跳。導(dǎo)致頻跳的原因?qū)е陆庸軌航蹈哂?%的原因1、閥門與系統(tǒng)間的連接管內(nèi)徑小于閥門入口管內(nèi)徑。2、存在嚴重的渦流現(xiàn)象。3、連接管過長而且沒有作相應(yīng)的補償（使用內(nèi)徑較大的管道）。4、連接管過于復(fù)雜（拐彎過多甚至在該管上開口用作它途。在一般情況下安全閥入口處不允許安裝其他閥門。）導(dǎo)致頻跳的原因B、閥門的調(diào)節(jié)環(huán)位置設(shè)置不當(dāng)。安全閥擁有噴嘴環(huán)和導(dǎo)向環(huán)。這兩個環(huán)的位置直接影響安全閥的起跳和回座過程。如果噴嘴環(huán)的位置過低或?qū)颦h(huán)的位置過高，則閥門起跳后介質(zhì)的作用力無法在閥瓣座和調(diào)節(jié)環(huán)所構(gòu)成的空間內(nèi)產(chǎn)生足夠的托舉力使閥門保持排放狀態(tài)，從而導(dǎo)致閥門迅速回座。但是系統(tǒng)壓力仍然保持較高水平，因此回座后閥門會很快再次起跳。導(dǎo)致頻跳的原因C、安全閥的額定排量遠遠大于所需排量。

由于所選的安全閥的喉徑面積遠遠大于所需，安全閥排放時過大的排量導(dǎo)致壓力容器內(nèi)局部壓力下降過快，而系統(tǒng)本身的超壓狀態(tài)沒有得到緩解，使安全閥不得不再次起跳頻跳的原因閥門拒跳：當(dāng)系統(tǒng)壓力達到安全閥的起跳壓力時，閥門不起跳的現(xiàn)象。安全閥工作不正常的因素1、閥門整定壓力過高。2、閥門內(nèi)落入大量雜質(zhì)從而使閥辦座和導(dǎo)套間卡死或摩擦力過大。3、彈簧之間夾入雜物使彈簧無法被正常壓縮。4、閥門安裝不當(dāng)，使閥門垂直度超過極限范圍（正負兩度）從而使閥桿組件在起跳過程中受阻。5、排氣管道沒有被可靠支撐或由于管道受熱膨脹移位從而對閥體產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)力，導(dǎo)致閥體內(nèi)機構(gòu)發(fā)生偏心而卡死。安全閥拒跳的原因閥門不回座或回座比過大：安全閥正常起跳后長時間無法回座，閥門保持排放狀態(tài)的現(xiàn)象。安全閥工作不正常的因素1、閥門上下調(diào)整環(huán)的位置設(shè)置不當(dāng)。2、排氣管道設(shè)計不當(dāng)造成排氣不暢，由于排氣管道過小、拐彎過多或被堵塞，使排放的蒸汽無法迅速排出而在排氣管和閥體內(nèi)積累，這時背壓會作用在閥門內(nèi)部機構(gòu)上并產(chǎn)生抑制閥門關(guān)閉的趨勢。3、閥門內(nèi)落入大量雜質(zhì)從而使閥瓣座和導(dǎo)套之間卡死后摩擦力過大。安全閥不回座或回座比過大的因素：4、彈簧之間夾入雜物從而使彈簧被正常壓縮后無法恢復(fù)。5、由于對閥門排放時的排放反力計算不足，從而在排放時閥體受力扭曲損壞內(nèi)部零件導(dǎo)致卡死。6、閥桿螺母（位于閥桿頂端）的定位銷脫落。在閥門排放時由于振動使該螺母下滑使閥桿組件回落受阻。安全閥不回座或回座比過大的因素：7、由于彈簧壓緊螺栓的鎖緊螺母松脫，在閥門排放時由于振動時彈簧壓緊螺栓松動上滑導(dǎo)致閥門的設(shè)定起跳值不斷減小。

8、閥門安裝不當(dāng)，使閥門垂直度超過極限范圍（正負兩度）從而使閥桿組件在回落過程中受阻。

9、閥門的密封面中有雜質(zhì)，造成閥門無法正常關(guān)閉。

10、鎖緊螺母沒有鎖緊，由于管道震動下環(huán)向上運動，上平面高于密封面，閥門回座時無法密封安全閥不回座或回座比過大的因素：謝謝觀看癌基因與抑癌基因oncogene&tumorsuppressorgene24135基因突變概述.癌基因和抗癌基因的概念.癌基因的分類.癌基因產(chǎn)物的作用.癌基因激活的機理主要內(nèi)容疾?。?/p>

——是人體某一層面或各層面形態(tài)和功能（包括其物質(zhì)基礎(chǔ)——代謝）的異常，歸根結(jié)底是某些特定蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)或功能的變異，而這些蛋白質(zhì)又是細胞核中相應(yīng)基因借助細胞受體和細胞中信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子接收信號后作出應(yīng)答（表達）的產(chǎn)物。TranscriptionTranslationReplicationDNARNAProtein中心法規(guī)Whatisgene?基因：

—是遺傳信息的載體

—是一段特定的DNA序列（片段）

—是編碼RNA或蛋白質(zhì)的一段DNA片段

—是由編碼序列和調(diào)控序列組成的一段DNA片段基因主宰生物體的命運：微效基因的變異——生物體對生存環(huán)境的敏感度變化關(guān)鍵關(guān)鍵基因的變異——生物體疾病——死亡所以才有：“人類所有疾病均可視為基因病”之說注：如果外傷如燒傷、骨折等也算疾病的話，外傷應(yīng)該無法歸入基因病的行列。Genopathy問：兩個不相干的人，如果他們患得同一疾病，致病基因是否相同？再問：同卵雙生的孿生兄弟，他們患病的機會是否一樣，命運是否相同？┯┯┯┯

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┷┷┷┷增添缺失替換DNA分子(復(fù)制)中發(fā)生堿基對的______、______

和

，而引起的

的改變。替換增添缺失基因結(jié)構(gòu)基因變異的概念：英語句子中的一個字母的改變，可能導(dǎo)致句子的意思發(fā)生怎樣的變化？可能導(dǎo)致句子的意思不變、變化不大或完全改變THECATSATONTHEMATTHECATSITONTHEMATTHEHATSATONTHEMATTHECATONTHEMAT同理：替換、增添、缺失堿基對，可能會使性狀不變、變化不大或完全改變?；虻慕Y(jié)構(gòu)改變,一定會引起性狀的改變??原句：1.基因多態(tài)性與致病突變基因變異與疾病的關(guān)系2.單基因病、多基因病3.疾病易感基因

基因多態(tài)性polymorphism是指DNA序列在群體中的變異性（差異性）在人群中的發(fā)生概率>1%（SNP&CNP)<1%的變異概率叫做突變基因多態(tài)性特定的基因多態(tài)性與疾病相關(guān)時，可用致病突變加以描述SNP:散在單個堿基的不同，單個堿基的缺失、插入和置換。

CNP:DNA片段拷貝數(shù)變異，包括缺失、插入和重復(fù)等。同義突變、錯義突變、無義突變、移碼突變

致病突變生殖細胞基因突變將突變的遺傳信息傳給下一代(代代相傳),即遺傳性疾病。體細胞基因突變局部形成突變細胞群（腫瘤）。受精卵分裂基因突變的原因物理因素化學(xué)因素生物因素基因突變的原因（誘發(fā)因素）紫外線、輻射等堿基類似物5BU/疊氮胸苷等病毒和某些細菌等自發(fā)突變DNA復(fù)制過程中堿基配對出現(xiàn)誤差。UV使相鄰的胸腺嘧啶產(chǎn)生胸腺嘧啶二聚體,DNA復(fù)制時二聚體對應(yīng)鏈空缺，堿基隨機添補發(fā)生突變。胸腺嘧啶二聚體胸腺嘧啶胸腺嘧啶紫外線誘變物理誘變(physicalinduction)

5溴尿嘧啶(5BU)與T類似，多為酮式構(gòu)型。間期細胞用酮式5BU處理，5BU能插入DNA取代T與A配對；插入DNA后異構(gòu)成烯醇式5BU與G配對。兩次DNA復(fù)制后,使A/T轉(zhuǎn)換成G/C，發(fā)生堿基轉(zhuǎn)換,產(chǎn)生基因突變?；瘜W(xué)誘變(chemicalinduction)堿基類似物(baseanalogues)誘變AT5-BUA5-BUAAT5-BU5-BU(烯醇式)

(酮式)GGC1.生物變異的根本來源，為生物進化提供了最初的原始材料,能使生物的性狀出現(xiàn)差別，以適應(yīng)不同的外界環(huán)境，是生物進化的重要因素之一。2.致病突變是導(dǎo)致人類遺傳病的病變基礎(chǔ)。基因突變的意義概述：腫瘤細胞惡性增殖特性（一）腫瘤細胞失去了生長調(diào)節(jié)的反饋抑制正常細胞受損,一旦恢復(fù)原狀，細胞就會停止增殖，但是腫瘤細胞不受這一反饋機制抑制。（二）腫瘤細胞失去了細胞分裂的接觸抑制。正常細胞體外培養(yǎng)，相鄰細胞相接觸，長在一起，細胞就會停止增殖，而腫瘤細胞生長滿培養(yǎng)皿后，細胞可以重疊起生長。（三）腫瘤細胞表現(xiàn)出比正常細胞更低的營養(yǎng)要求。（四）腫瘤細胞生長有一種自分泌作用，自己分泌生長需要的生長因子和調(diào)控信號,促進自身的惡性增殖。Whatisoncogene?癌基因——是基因組內(nèi)正常存在的基因，其編碼產(chǎn)物通常作為正調(diào)控信號，促進細胞的增殖和生長。癌基因的突變或表達異常是細胞惡性轉(zhuǎn)化（癌變）的重要原因?！彩悄芫幋a生長因子、生長因子受體、細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子以及與生長有關(guān)的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子等的基因。如何發(fā)現(xiàn)癌基因的呢?11910年，洛克菲勒研究院一個年輕的研究員Rous發(fā)現(xiàn)，雞肉瘤細胞裂解物在通過除菌濾器以后，注射到正常雞體內(nèi)，可以引起肉瘤，首次提出雞肉瘤可能是由病毒引起的。0.2m孔徑細菌過不去但病毒可以通過從病毒癌基因到細胞原癌基因的研究歷程：Roussarcomavirus,RSVthefirstcancer-causingretrovirus1958年，Stewart和Eddy分離出一種病毒，注射到小鼠體內(nèi)可以引起肝臟、腎臟、乳腺、胸腺、腎上腺等多種組織器官的腫瘤，因而把這種病毒稱為多瘤病毒。50年代末、60年代初，癌病毒研究成了一個極具想像力的研究領(lǐng)域，主流科學(xué)家開始進入癌病毒研究領(lǐng)域polyomavirus這期間，Temin發(fā)現(xiàn)RSV有不同亞型，且引起細胞惡變程度不同，推測RNA病毒將其遺傳信息傳遞給了正常細胞的DNA。這與Crick提出的中心法則是相違背的讓事實屈從于理論還是堅持基于實驗的結(jié)果？VSTemin發(fā)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)錄酶，1975年獲諾貝爾獎TeminCrickTemin的實驗設(shè)計：實驗設(shè)計簡單而巧妙：將合成DNA所需的“原料”，即A、T、C、G四種脫氧核苷酸，與破壞了外殼的RSV一起在體外40℃的條件下溫育一段時間結(jié)果在試管里獲得了一種新合成的大分子，它不能被RNA酶破壞，但卻可以被DNA酶所分解，證明這種新合成的大分子是DNA用RNA酶預(yù)先破壞RSV的RNA，再重復(fù)上述的試驗，則不能獲得這種大分子，說明這個DNA大分子是以RSV的RNA為模板合成的1969年，一個日本學(xué)者里子水谷來到Temin的實驗室，這是一個非常擅長實驗的年輕科學(xué)家。按Temin的設(shè)想，他們開始尋找RSV中存在“逆轉(zhuǎn)錄酶”的證據(jù)DNA

RNA

ProteinTranscriptionTranslationReplicationReplicationRe-Transcription修正中心法規(guī)據(jù)說，1975年Temin因發(fā)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)錄酶而獲諾貝爾獎時，Bishop懊惱不已，因為早在1969年他就認為Temin的RNADNA的“前病毒理論”有可能是正確的，并且也進行了一些實驗，但不久由于資深同事的規(guī)勸而放棄了這方面的努力。但Bishop馬上意識到：逆轉(zhuǎn)錄酶的發(fā)現(xiàn)為逆轉(zhuǎn)錄病毒致癌的研究提供了一條新途徑。一個RSV，三個諾貝爾獎?。。?989年，UCSF的Bishop和Varmus根據(jù)逆轉(zhuǎn)錄病毒的復(fù)制機制發(fā)現(xiàn)了細胞癌基因，并獲諾貝爾獎。Cellularoncogene啟示：Perutz說:“科學(xué)創(chuàng)造如同藝術(shù)創(chuàng)造一樣，都不可能通過精心組織而產(chǎn)生”Bishop說:“許多人引以為豪的是一天工作16小時，工作安排要以分秒計……可是工作狂是思考的大敵，而思考則是科學(xué)發(fā)現(xiàn)的關(guān)鍵”Perutzsharedthe1962NobelPrizeforChemistrywithJohnKendrew,fortheirstudiesofthestructuresofhemoglobinandglobularproteins科學(xué)的本質(zhì)和藝術(shù)一樣，都需要直覺和想像力請給自己一些思考的時間吧！癌基因的分類目前對癌基因尚無統(tǒng)一分類的方法，一般有下面3種分類方法：一、按結(jié)構(gòu)特點分（6）類（一）src癌基因家族（二）ras癌基因家族（三）sis癌基因家族（四）myc癌基因家族（五）myb癌基因家族（六）其它：如fos，erb－A等。三、按細胞增殖調(diào)控蛋白特性分成（4）類（一）生長因子（二）受體類（三）細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)換器（四）細胞核因子二、按產(chǎn)物功能分（8）類（一）生長因子類（二）酪氨酸蛋白激酶（三）膜相關(guān)G蛋白（四）受體，無蛋白激酶活性（五）胞質(zhì)絲氨酸-蘇氨酸蛋白激酶（六）胞質(zhì)調(diào)控因子（七）核反式調(diào)控因子（八）其它:db1、bcl－2癌基因產(chǎn)物參與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)

胞外信號作用于膜表面受體→胞內(nèi)信使物質(zhì)的生成便意味著胞外信號跨膜傳遞的完成。胞內(nèi)信使至少有：cAMP（環(huán)磷酸腺苷）IP3（三磷酸肌醇）PG（前列腺素）cGMP（環(huán)磷酸鳥苷）DG（二酰基甘油）Ca2＋（鈣離子）CAM（鈣調(diào)素）主要機制是通過蛋白激酶活化引起底物蛋白一連串磷酸化的生物信號反應(yīng)過程,跨膜機制涉及到：（一）質(zhì)膜上cAMP信使系統(tǒng)（二）質(zhì)膜上肌醇脂質(zhì)系統(tǒng)這兩個系統(tǒng)都是由受體鳥苷酸調(diào)節(jié)蛋白（GTP-regulatoryprotein，G蛋白）和效應(yīng)酶（腺苷酸環(huán)化酶磷脂酶等）組成，有相似的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程：即受體活化后引起GTP與不同G蛋白結(jié)合活化和抑制效應(yīng)酶從而影響胞內(nèi)信使產(chǎn)生而發(fā)生不同的調(diào)控效應(yīng)。（三）受體操縱的離子通道系統(tǒng)（四）受體酪氨酸蛋白激酶的轉(zhuǎn)導(dǎo)

（一）獲得性基因病

(acquiredgeneticdisease)例如：病毒感染激活原癌基因癌基因活化的機制

（二）染色體易位和重排使無活性的原癌基因轉(zhuǎn)位至強啟動子或增強子附近而被活化。與基因脆性位點相關(guān)。（三）基因擴增（四）點突變?nèi)┗虻漠a(chǎn)物與功能（一）癌基因產(chǎn)物作用的一般特點1.目前發(fā)現(xiàn)c-onc均為結(jié)構(gòu)基因.2.癌基因產(chǎn)物可分布在膜質(zhì)核也可分泌至胞外.（二）癌基因產(chǎn)物分類1.細胞外生長因子：TGF-b2.跨膜生長因子受體:MAPK3.細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子:Gprotein/Ras4.核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子

（三）癌基因產(chǎn)物的協(xié)同作用實驗證明，用ras或myc分別轉(zhuǎn)染細胞，可使細胞長期增殖，但不能轉(zhuǎn)化成癌細胞，在裸鼠體內(nèi)也不能形成腫瘤。但用ras+myc同時轉(zhuǎn)染細胞，則使細胞轉(zhuǎn)化成癌細胞。說明：致癌至少需要2種或以上的onc協(xié)同作用，2種onc在2條通路上發(fā)揮作用，由于細胞增殖調(diào)控是多因子，多階段影響的結(jié)果。而影響增殖分化的onc達幾十種之多，所以大多數(shù)人認為：癌發(fā)生是多階段多步驟的。Whatistumorsuppressorgene?腫瘤抑制基因（抗癌基因、抑癌基因）——是調(diào)節(jié)細胞正常生長和增殖的基因。當(dāng)這些基因不能表達，或其產(chǎn)物失去活性時，細胞就會異常生長和增殖，最終導(dǎo)致細胞癌變。反之，若導(dǎo)入或激活它則可抑制細胞的惡性表型?！┗蚺c抑癌基因相互制約，維持細胞增殖正負調(diào)節(jié)信號的相對穩(wěn)定。影響1歲的兒童“二次打擊”學(xué)說兩個等位基因同時突變視網(wǎng)膜母細胞瘤（Retinoblastoma）RB基因變異(13號染色體)

(1)脫磷酸化Rb蛋白（活性）與轉(zhuǎn)錄因子E2F結(jié)合，抑制基因的轉(zhuǎn)錄活性(2)磷酸化Rb蛋白（失活）與E2F解離，釋放E2F(3)E2F啟動基因轉(zhuǎn)錄(4)細胞進入增生階段(G1S)因此，Rb蛋白在控制細胞生長方面發(fā)揮重要作用一旦Rb基因突變可使細胞進入過度增生狀態(tài)RB基因的功能等位基因(allele)例如：花顏色基因位于一對同源染色體的同一位置上、控制相對性狀的兩個的基因叫等位基因(allele)一對相同的等位基因稱純合等位基因

一對不同的等位基因稱雜合等位基因

顯性基因隱性基因完全顯性不完全顯性共顯性問：女性的兩條X染色體基因應(yīng)如何表達？拓展知識：X染色體基因中，有65%完全處于“休眠”狀態(tài)，20%僅在部分女性身上“休眠”，15%則完全逃離“休眠”狀態(tài)一旦其中一條X染色體被損壞，還可以由另一條X染色體來糾正男性卻只有一條X染色體，一旦它遭到破壞，男性就會患上血友病、色盲以及肌肉萎縮癥等各種遺傳病以前人們一直認為，在女性的兩條X染色體中，有一條染色體是完全不起作用或是處于“休眠”狀態(tài)的在Y染色體中，目前仍在“工作”的基因只剩下不到100個X染色體中“工作”的基因>1000個有一個這樣的故事：20年前一次意外事故，三個工人遭受鈷60（Co60)放射性核素的照射結(jié)果：一名工人不久死亡一名工人幾年后死于白血病最后一名工人20年后患糖尿病就診你知道醫(yī)生在為病人檢查時發(fā)現(xiàn)了什么嗎？鎖骨骨折肋骨串珠樣X光片發(fā)現(xiàn)廣泛性骨質(zhì)缺損骨髓檢查——漿細胞比例為30%左右（正常為0.6-1.3%）(多發(fā)性骨髓瘤）因此，多基因病涉及遺傳因素和環(huán)境因素物理因素化學(xué)因素生物因素自發(fā)因素2.多基因病(polygenicdisease)：性狀或疾病的遺傳方式取決于兩個以上微效基因的累加作用，同時還受環(huán)境因素的影響，因此這類性狀也稱為復(fù)雜性狀或復(fù)雜疾?。╟omplexdisease）也叫：“復(fù)雜性狀疾病”近視(myopia)高血壓(hypertension)糖尿病(diabetes)精神分裂癥(schizophrenia)哮喘(asthma)腫瘤或癌

(tumororcancer)多基因病的遺傳要點數(shù)量性狀的遺傳基礎(chǔ)是兩對以上基因。這些基因之間沒有顯,隱性的區(qū)別,而是共顯性。每個基因?qū)Ρ硇偷挠绊懞苄?稱為微效基因。微效基因具有累加效應(yīng),即一個基因?qū)Ρ硇妥饔煤苄?但若干個基因共同作用,可對表型產(chǎn)生明顯影響。不僅遺傳因素起作用,環(huán)境因素具有明顯作用。例如：結(jié)腸癌（Coloncancer)相關(guān)基因：NGX6，SOX7，ITGB1，HSPA9B，MAPK8，PAG，

RANGAP1，SRC和CDC2等。相關(guān)信號通路：ras/MEK/ERK，JNK，Rb/E2F，PI3K/AKT及受體相互作用相關(guān)通路，免疫反應(yīng)相關(guān)通路以及細胞黏附相關(guān)通路等。①早期原發(fā)癌生長②腫瘤血管形成③腫瘤細胞脫落并侵入基質(zhì)④進入脈管系統(tǒng)⑤癌栓形成⑥繼發(fā)組織器官定位生長⑦轉(zhuǎn)移癌繼續(xù)擴散例如：糖尿病(diabetes)依賴胰島素型糖尿病在位于第6號染色體上可能包含至少一個對I型糖尿病敏感的基因在人類基因組中，大約10個位點現(xiàn)在被發(fā)現(xiàn)似乎對I型糖尿病敏感其中：1)11號染色體位點IDDM2上的基因

2)葡萄糖激酶基因高血壓(hypertension)目前最受關(guān)注的是ATP2B1基因編碼一種膜蛋白，具有鈣泵特性能將高濃度細胞內(nèi)鈣泵出細胞外。精神神經(jīng)性疾病精神分裂癥基因表達改變/誘導(dǎo)增強家族史家暴基因本質(zhì)：基因組變異驚嚇—？—基因突變——精神病多基因病的遺傳：易患性(liability)易感性(susceptibility)發(fā)病閾值(threshold)易患性(liability)——在多基因病發(fā)生中，遺傳因素和環(huán)境因素共同作用決定一個個體患某種遺傳病的可能性。possibility遺傳因素(hereditaryfactors)環(huán)境因素(environmentalfactor)易感性(susceptibility)——特指由遺傳因素決定的患病風(fēng)險，僅代表個體所含有的遺傳因素，易感性完全由基因決定?！谝欢ǖ沫h(huán)境條件下，易感性高低可代表易患性高低。riskwithdisease發(fā)病閾值(threshold)——當(dāng)一個個體易患性高到一定限度就可能發(fā)病——這種由易患性所導(dǎo)致的多基因病發(fā)病最低限度稱為發(fā)病閾值minimum例如：三核苷酸拷貝數(shù)變異CGG(精氨酸)重復(fù)：——重復(fù)5-54次，正常——重復(fù)6-230次，攜帶者（敏感體質(zhì)）——重復(fù)230-4000次，發(fā)病

如：脆性X染色體綜合征智力低下患者細胞在缺乏胸腺嘧啶或葉酸的環(huán)境中培養(yǎng)時往往出現(xiàn)X-染色體發(fā)生斷裂男性發(fā)病1/1200-2500，女性發(fā)病1/1650-5000FragileXsyndrome閾值效應(yīng)舉例：長臉，耳外凸智力低下語言障礙對外界反應(yīng)遲鈍Copynumbervariation問：為什么是三核苷酸重復(fù)而不是4、5個？提示：三核苷酸處于閱讀框架內(nèi)，不容易破壞原有基因的開放閱讀框架(ORF)4、5個核苷酸不在ORF內(nèi)，變化容易對原有基因造成很大的影響，一般不容易積累保留癌蛋白抗原癌基因抑癌基因P53蛋白積聚，細胞周期變化P53等位基因丟失、點突變腫瘤形成腫瘤促進因子細胞表型變化相關(guān)基因作用P53基因阻滯細胞周期：G1和G2/M期

促進細胞調(diào)亡：bax/bcl2

維持基因組穩(wěn)定：核酸內(nèi)切酶活性

抑制腫瘤血管生成：Smad4P53基因可否用于治療癌癥？P53基因功能基因治療：是指以改變?nèi)祟愡z傳物質(zhì)為基礎(chǔ)的生物醫(yī)學(xué)治療。通過將人的正常基因或有治療作用的DNA導(dǎo)入人體靶細胞，去糾正基因的缺陷或者發(fā)揮治療作用。抑癌基因P53載體P53基因治療第三節(jié)分析文體特征和表現(xiàn)手法2大考點書法大家啟功自傳賞析中學(xué)生，副教授。博不精，專不透。名雖揚，實不夠。高不成，低不就。癱偏‘左’，派曾‘右’。面微圓，皮欠厚。妻已亡，并無后。喪猶新，病照舊。六十六，非不壽。八寶山，漸相湊。計平生，謚曰陋。身與名，一起臭?！举p析】寓幽默于“三字經(jīng)”，名利淡薄，人生灑脫，真乃大師心態(tài)。1.實用類文本都有其鮮明的文體特征，傳記的文體特征體現(xiàn)為作品的真實性和生動性。傳記的表現(xiàn)手法主要有以下幾個方面：人物表現(xiàn)的手法、結(jié)構(gòu)技巧、語言藝術(shù)和修辭手法。2.在實際考查中，對傳記中段落作用、細節(jié)描寫、人物陪襯以及環(huán)境描寫設(shè)題較多，對于材料的選擇與組織也常有涉及。3.考生復(fù)習(xí)時要善于借鑒小說和散文的知識和經(jīng)驗，同時抓住傳記的主旨、構(gòu)思以及語言特征來解答問題。傳記的文體特點是真實性和文學(xué)性。其中，真實性是傳記的第一特征，寫作時不允許任意虛構(gòu)。但傳記不同于一般的枯燥的歷史記錄，它具有文學(xué)性，它通過作者的選擇、剪輯、組接，傾注了愛憎的情感；它需要用藝術(shù)的手法加以表現(xiàn)，以達到傳神的目的。考點一分析文體特征從哪些方面分析傳記的文體特征？一、選材方面1.人物的時代性和代表性。傳記里的人物都是某時代某領(lǐng)域較

突出的人物。2.選材的真實性和典型性。傳記的材料比較翔實，作者從傳主

的繁雜經(jīng)歷中選取典型的事例，來表現(xiàn)傳主的人格特點，有

較強的說服力。3.傳記的材料可以是重大事件，也可以是日常生活小事。[知能構(gòu)建]二、組材方面1.從時序角度思考。通過抓時間詞語，可以迅速理清文章脈絡(luò)，

把握人物的生活經(jīng)歷及思想演變過程。2.從詳略方面思考。組材是與主題密切相關(guān)的。對中心有用的，

與主題特別密切的材料，是主要內(nèi)容，則需濃墨重彩地渲染，

要詳細寫；與主題關(guān)系不很密切的材料，是次要內(nèi)容，則輕

描淡寫，甚至一筆帶過。三、句段作用和標題效果類別作用或效果開頭段內(nèi)容：開篇點題，渲染氣氛，奠定基調(diào)，表明情感。結(jié)構(gòu)：總領(lǐng)下文，統(tǒng)攝全篇；與下文某處文字呼應(yīng)，為下文做鋪墊或埋下伏筆；與結(jié)尾呼應(yīng)。中間段內(nèi)容：如果比較短，它的作用一般是總結(jié)上文，照應(yīng)下文；如果比較長，它的作用一般是擴展思路，豐富內(nèi)涵，具體展示，深化主題。結(jié)構(gòu)：過渡，承上啟下，為下文埋下伏筆、鋪墊蓄勢。結(jié)尾段內(nèi)容：點明中心，深化主題，畫龍點睛，升華感情、卒章顯志，啟發(fā)思考。結(jié)構(gòu)：照應(yīng)開頭；呼應(yīng)前文；使結(jié)構(gòu)首尾圓合。標題①突出了敘述評議的對象。②設(shè)置懸念，激發(fā)讀者的閱讀興趣。③表現(xiàn)了傳主的精神或品質(zhì)。④點明了主旨，表達了作者的情感。⑤運用修辭，使文章內(nèi)涵豐富，意蘊深刻，增加了文章的厚度與深度。四、語言特色角度分析鑒賞傳記的類別自傳采用第一人稱，語言或幽默調(diào)侃或自然親切；他傳采用第三人稱，語言或樸實自然或文采斐然。語意和句式句子中的關(guān)鍵詞所包含的情感、態(tài)度等，整句與散句、推測與肯定、議論與抒情、祈使與反問等特殊句式，往往有著不同一般的表現(xiàn)力。這些都是分析語言的切入點。修辭的角度修辭一般是用來加強語言的表現(xiàn)力的。抓住修辭特點，就能從語言的表達效果上加以體味。語言風(fēng)格含蓄與明快、文雅與通俗、生動與樸實、富麗與素淡、簡潔與繁復(fù)等。1.(2015·新課標全國卷Ⅰ)閱讀下面的文字，完成后面的題目。[即學(xué)即練]朱東潤自傳1896年我出生在江蘇泰興一個失業(yè)店員的家庭，早年生活艱苦，所受的教育也存在著一定的波折。21歲我到梧州擔(dān)任廣西第二中學(xué)的外語教師，23歲調(diào)任南通師范學(xué)校教師。1929年4月間，我到武漢大學(xué)擔(dān)任外語講師，從此我就成為大學(xué)教師。那時武漢大學(xué)的文學(xué)院長是聞一多教授，他看到中文系的教師實在太復(fù)雜，總想來一些變動。用近年的說法，這叫作摻沙子。我的命運是作為沙子而到中文系開課的。大約是1939年吧，一所內(nèi)遷的大學(xué)的中文系在學(xué)年開始，出現(xiàn)了傳記研究這一個課，其下注明本年開韓柳文。傳記文學(xué)也好，韓柳文學(xué)也不妨，但是怎么會在傳記研究這個總題下面開韓柳文呢？在當(dāng)時的大學(xué)里，出現(xiàn)的怪事