数字滤波器的基本结构.ppt

每一个基本节与滤波器的一对极点和一对零点有关。 调整系数 、 可以单独调整滤波器第 对零点，而不影响其它零点、极点。 调整系数 、 单独调整滤波器第 对极点，而不影响其它零点、极点。 级联型结构的特点 * 第二十九页，共五十三页，2022年，8月28日 四、并联型结构 并联型表示 将H（Z）展成部分分式形式: * 第三十页，共五十三页，2022年，8月28日 并联型结构 * 第三十一页，共五十三页，2022年，8月28日 并联结构可以单独调整极点位置。 但不能像级联型那样单独调整零点的位置，因为并联型各子系统的零点，并非整个系统函数的零点。 各并联基本节的误差相互没有影响，因此，并联形式运算误差最小。 由于基本节并联，可同时对输入信号进行运算，因此并联型结构运算速度快。 并联型结构的特点 * 第三十二页，共五十三页，2022年，8月28日 转置定理 如果将原网络中所有支路的方向加以反转，并将输入和输出相互交换，则网络的系统函数不会改变。 转置结构 转置结构 转置 * 第三十三页，共五十三页，2022年，8月28日 [例]已知某三阶数字滤波器的系统函数为 试画出其直接型、级联型和并联型结构。 * 第三十四页，共五十三页，2022年，8月28日 i直接型 将系统函数H(z)表达为 * 第三十五页，共五十三页，2022年，8月28日 ii级联型 将系统函数H(z)表达为一阶、二阶实系数分式之积 * 第三十六页，共五十三页，2022年，8月28日 iii并联型 将系统函数H(z)表达为部分分式之和的形式 * 第三十七页，共五十三页，2022年，8月28日 h(n)为一个N点序列，Z=0处为（N-1）阶极点， 5.3有限脉冲响应（FIR）滤波器的基本结构 一、特点： 1、h（n）在有限个n值处不为零。 2、H（z）在 处收敛，极点全部在Z=0处。 3、非递归结构。 有（N-1）个零点。 特例：对于频率抽样结构也有反馈的递归部分 * 第三十八页，共五十三页，2022年，8月28日 第一页，共五十三页，2022年，8月28日 本章目录 数字滤波器结构的表示方法 无限脉冲响应滤波器的基本结构 有限脉冲响应滤波器的基本结构 * 第二页，共五十三页，2022年，8月28日 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。 引言 * 第三页，共五十三页，2022年，8月28日 π ωc ω 0 0 ωc π ω 0 ωc π ω H(ejω)为矩形窗时 的情形 * 第四页，共五十三页，2022年，8月28日 滤波器的功能与实现 实现滤波从运算上看,只需三种运算：加法、单位延迟、乘常数。 因此数字滤波器的实现方法： 利用通用计算机编程，即软件实现; 数字信号处理器（DSP）即专用硬件实现。 * 第五页，共五十三页，2022年，8月28日 以一阶数字滤波器为例： 只要按照流程图编成程序，就可以让一台通用计算机来完成这个运算。 * 第六页，共五十三页，2022年，8月28日 这个运算也可用专用设备来实现。 这个设备是由输入输出延时部分、系数ai、bi存储器、运算器及控制器组成。 每一部分都可以用数字硬件来构成。 * 第七页，共五十三页，2022年，8月28日 数字滤波器的描述 数字滤波器的分类 5.1 数字滤波器的基本概念 * 第八页，共五十三页，2022年，8月28日 一个数字滤波器可以用差分方程来描述： 对应的系统函数： 5.1 数字滤波器结构的表示方法 * 第九页，共五十三页，2022年，8月28日 实现数字滤波器的三种基本运算单元： 加法器 单位延迟器 常数乘法器 基本的单元两种表示法： 方框图法 信号流图法 * 第十页，共五十三页，2022年，8月28日 基本运算单元表示法 * 第十一页，共五十三页，2022年，8月28日 差分方程： 数字滤波器表示法 * 第十二页，共五十三页，2022年，8月28日 数字滤波器的分类 经典滤波器 假定输入信号中有用成分和希望滤除的成分各占不同的频带，通过一个合适的选频滤波器可以滤除干扰成分。 但是如果信号和噪声的频谱相互重叠，经典滤波器就无法将信号与噪声区分开。 现代滤波器 利用信号和噪声的统计特征，从干扰中提取最佳地提取信号。 * 第十三页，共五十三页，2022年，8月28日 无限脉冲响应（IIR）滤波器 有限脉冲响应（FIR）滤波器 按脉冲响应的长度分类 * 第十四页，共五十三页，2022年，8月28日 差分方程 系统函数 IIR滤波器在结构上存在输出到输入的反馈