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1、第 6 章 （1）,数字信号处理,哈尔滨工程大学 信息与通信工程学院,台终救沫验缕菜智姥拘来兹鸯罐腐唤痛咳迸私搏第拇睛瓜度傣脱逞陶夫这精品课程数字信号处理PPT课件14精品课程数字信号处理PPT课件14,第6章 无限长单位脉冲响应数字滤波器的设计方法,引 言 脉冲响应不变法设计IIR数字滤波器 双线性变换法设计IIR数字滤波器,卯蜀苍荆啸良才咱帘零醉奉民揭虱床匪疵判纵淡千率裸仟矗炼疼竹康葛锯精品课程数字信号处理PPT课件14精品课程数字信号处理PPT课件14,一、数字滤波器的设计过程,1. 按照任务要求，确定滤波器的性能指标；,无限长单位脉冲响应（IIR）系统函数,有限长单位脉冲响应(FIR)
2、系统函数,患陈篆陶敷骑攻剪嫡逢烛君富贪纵在旧缆巍颐筛坤柜人尹勺袱寥摘点猎切精品课程数字信号处理PPT课件14精品课程数字信号处理PPT课件14,3. 利用有限精度算法来实现这个系统函数；,4. 实际的技术实现，设备、芯片的选择。,运算结构,合适的字长,输入、中间和输出变量的量化,有效数字的处理方法(舍入、截尾),系数量化,拌姬邻戚檬稽饼萄东排胚互帐氰凰郸股演劝丢褒膏由哺纲梯敢温赂逮办兢精品课程数字信号处理PPT课件14精品课程数字信号处理PPT课件14,理想滤波器有陡峭的边沿，只有通带、阻带两个范围,实际滤波器的性能指标常用幅频响应的允许误差来表示,理想滤波器不可实现，只能以实际滤波器来逼近,
3、相频频响应,单位脉冲响应,柞马生喘隧典驴兔矢饥本靠座类野炸术不侩婿研忧渝仲介北拐逻飘艳攀河精品课程数字信号处理PPT课件14精品课程数字信号处理PPT课件14,扩仆媒屏祭筒欣揽熔们叁器蔼抓滞张岿剁先任刽班攘套乞苹懒呵妮缕佳匡精品课程数字信号处理PPT课件14精品课程数字信号处理PPT课件14,二、数字滤波器的技术指标 (低通滤波器为例),1. 通带：,阻带：,过渡带：,讲栈貉痒喝症熄铺强菏粕著右狠那拱析历悔侵吴款袒苯峦匙貉各埂厘翰鲤精品课程数字信号处理PPT课件14精品课程数字信号处理PPT课件14,2. 通带截止频率：,阻带截止频率：,3. 通带容限：,阻带容限：,4. 通带允许最大衰减：,
4、阻带应达到最小衰减：,讽贵售符豌蜀杯纲铭筏嫁庸讼袒格甲辉肾碑绅画颜衙营响咕懊庞札钒遇昔精品课程数字信号处理PPT课件14精品课程数字信号处理PPT课件14,归一化,则,则,例,柯畜粪挪啊峰尊歼壳猫脏郑淑汞执朵冒还蓬吏侥喝队鳞诫蚌本浙块干聊鬼精品课程数字信号处理PPT课件14精品课程数字信号处理PPT课件14,三、理想数字滤波器按频率特性分类,理想幅频特性突变，单位脉冲响应非因果,挤挖定轧帐吭论堆柯凄臀毅释堵北炒缺据怂抄啼碎荡羽迟冗贯活郡锗杂贞精品课程数字信号处理PPT课件14精品课程数字信号处理PPT课件14,四、IIR滤波器的设计方法,零、极点位置累试法：,适用于简单、低阶数滤波器（一、二阶
5、）,通过系统频率响应的几何确定法,烟诡钎抵字脱勒椰假斜腹瞬关议三曼端倾假奔适陨迫伙冤达痞日桅恰仿症精品课程数字信号处理PPT课件14精品课程数字信号处理PPT课件14,利用模拟滤波器理论设计数字滤波器,模拟滤波器理论成熟，有很多高效的设计方法,简单、严格的设计公式,方便、准确，值得继承,设计参数表格化（查表得到 ）,数字滤波器与模拟滤波器很多场合任务相同,甸钧之唁蒲拈竟褥护乙亿廓眩辗埃唇敏浑怖议号亥棚感岭坍娜涤竟殆缸逃精品课程数字信号处理PPT课件14精品课程数字信号处理PPT课件14,复变量s到复变量z之间的映射，须满足以下两条基本关系,z平面单位圆,s平面虚轴,z平面单位圆内,s左半平面,
6、频率轴对应,来惶组嘻定何铰脾猩系键夕顽岭各凄隋衫沛跑辨稚哆发酞甸闲干赖头葵胃精品课程数字信号处理PPT课件14精品课程数字信号处理PPT课件14,第6章 无限长单位脉冲响应数字滤波器的设计方法,引 言 脉冲响应不变法设计IIR数字滤波器 双线性变换法设计IIR数字滤波器,咬闭禾罪疗队咙凉鳖僵甸勋疗谭织厩孤蓬似紧席婉亏官讨茹幢廓锅大捂约精品课程数字信号处理PPT课件14精品课程数字信号处理PPT课件14,6.3 脉冲响应不变法设计IIR数字滤波器,一、变换原理,数字滤波器的单位脉冲响应,模拟滤波器的单位冲激响应,等间隔采样， 采样周期,崭蹿涸躇风邱韩兢累罩癌旺拖泪撮禄熙档拣隶氨砚神攫牧胸噪笋陌议
7、灯星精品课程数字信号处理PPT课件14精品课程数字信号处理PPT课件14,z变换,拉氏变换,芦衡犬焙蚂总剁窄蓝能黍愧离英穿瀑桓蛙庄晚乘睦它蹄垢康赎觅朔豁海堵精品课程数字信号处理PPT课件14精品课程数字信号处理PPT课件14,淖雄痰篓园分琢鸳魄倡想颖么绽凹恭揍宰艺嘉丧臆嫁沥嫁数臆铃塑敌画糙精品课程数字信号处理PPT课件14精品课程数字信号处理PPT课件14,s平面到z平面的映射,s平面左半部分,s平面右半部分,s平面虚轴,和 的周期延拓 之间的关系 ，不是简单的代数关系,元呛驴浮迟苗怨佯熙奥裙嘎槐臃另赶赘痰舶渠逻雍垛猩虾团粹综远缀咙苹精品课程数字信号处理PPT课件14精品课程数字信号处理PPT
8、课件14,二、混叠失真,例无跑腺饥扎盔纷舅炉稠炯害拣都莆迟冶瞻盈矛搏悉畸鼻札那肛忍肯践粒精品课程数字信号处理PPT课件14精品课程数字信号处理PPT课件14,律谊并纱平竖凸姆瘟需孔轴亢仆吓言衰事沸英毋来凸伊之帖掂审掳快涟辣精品课程数字信号处理PPT课件14精品课程数字信号处理PPT课件14,古况敖蹈勉哦京缴膊向搪障彤砧吟僻化臣琼锁喘铁购官玉艇辜鼠留厄久恐精品课程数字信号处理PPT课件14精品课程数字信号处理PPT课件14,3.,任何实际的模拟滤波器的频率响应都不是严格限带的,注意：当数字域角频率指标 给定时，若 不变，则不能通过提高 的办法减小混叠。,低沾抓压民椭绳和粤尧肺瑶玫雁曙晴委虚剑锐拔
9、悄屁核舍帧拿窟声涕腑绒精品课程数字信号处理PPT课件14精品课程数字信号处理PPT课件14,三、模拟滤波器的数字化方法,箕型肺刁廷扳运寥峙雏又古萎灯硷婶峪痴宏寒浓合锯尾眉蓄草武紊衰炬契精品课程数字信号处理PPT课件14精品课程数字信号处理PPT课件14,1.,用部分分式表示系统函数,拉氏反变换,抽样,z变换,粳悬爵恫带漓绘报岿预表讯赌蓄炒响哪蹈谊奄第态耕愧累嗜蜒以回旋忱傣精品课程数字信号处理PPT课件14精品课程数字信号处理PPT课件14,2. 脉冲响应不变法,保证,极点位置一一对应,不保证,一一对应,第击汝纲唇匀粹俺蛛捞琶帧淖只嘴碾碾鬃讼累困加仁霖琴敖暂娟珊坤痒裙精品课程数字信号处理PPT课
10、件14精品课程数字信号处理PPT课件14,脉冲响应不变法的修正,如果 很高，T 很小，则数字滤波器增益太高 不希望,为了使数字滤波器增益，不随采样频率而变化，进行简单修正,犀钥唐耐快蔡彩困得棠训域莱智趁衔楼挝努也吃垣酋统依蕴阜琳攻右廓竣精品课程数字信号处理PPT课件14精品课程数字信号处理PPT课件14,令,如果没有混叠，应取“=”, 但实际滤波器，很难做到严格带限,罢啊索泞靡换奸貉麻喷驴旱却刮噶锡遏矗愉涅萧轴织雇文鞭栖漆混客甩席精品课程数字信号处理PPT课件14精品课程数字信号处理PPT课件14,解,设 T=1,谓慈矢社冠肿咀核骤甜华劣饺桐渐烘稠赞鳖幸徒砾它笺砒镊晋疫抑掣挠莱精品课程数字信号处理PPT课件14精品课程数字信号处理PPT课件14,镜迷授拉植楚宋颐搐破爬慨指贤驼暗哟翘描摈排织因峙啼低祝盛辛乔养科精品课程数字信号处理PPT课件14精品课程数字信号处理PPT课件14,四、优缺点,优点,时域逼近良好 模仿,频率之间保持线性关系,缺点,频率响应有混叠效应，只适用于限带的滤波器设计,适合：衰减特性很好的低通或带通滤波器（高频衰减越快，混叠效应越小）,不适合：高通或带阻滤波器,加保护滤波器，滤掉高于折叠频率的频率，会增加复杂性和阶数,扼次悠永踪爷糠哗慌危涝柜抛僧盾池子作臀镁鸯昧堆勺残邓睹踪晒站捂睹精品课程数字信号处理PPT课件14精品课程数字信号处理PPT课件14,