第9章 数字信号处理复习课.ppt

表7.2.2 6种窗函数的基本参数 　用窗函数法设计FIR滤波器的步骤如下： 根据对过渡带及阻带衰减的指标要求，选择窗函数的类型，并估计窗口长度N。 (2) 构造希望逼近的频率响应函数Hd(ejω) 就是选择Hd(ejω)为线性相位理想滤波器（理想低通、理想高通、理想带通、理想带阻） (3) 计算hd(n) (4) 加窗得到设计结果：h(n)=hd(n)w(n) 7.2.3 用窗函数法设计FIR滤波器的步骤 例7.2.1 用矩形窗、汉宁窗和布莱克曼窗设计FIR低通滤波器，设N=11,ωc=0.2πrad。 例7.2.2 用窗函数法设计线性相位高通FIRDF，要求通带截止频率ωp=π/2 rad， 阻带截止频率ωs=π/4 rad，通带最大衰减? p=1 dB，阻带最小衰减? s=40 dB。 一、设计思想 7.3频率采样法设计FIR滤波器 　　 频率采样法设计步骤 　　 　 （1） 根据阻带最小衰减? s选择过渡带采样点的个数m。 　 （2） 确定过渡带宽度Bt，估算频域采样点数（即滤波器长度）N。如果增加m个过渡带采样点，则过渡带宽度近似变成(m+1)2π/N。当N确定时，m越大，过渡带越宽。如果给定过渡带宽度Bt，则要求(m+1)2π/N≤Bt ，滤波器长度N必须满足如下估算公式: （7.3.15） 　　（3） 构造一个希望逼近的频率响应函数: 设计标准型片断常数特性的FIR数字滤波器时，一般构造幅度特性函数Hdg(ω)为相应的理想频响特性，且满足表7.1.1要求的对称性。 　 （4） 按照（7.3.1）式进行频域采样: （7.3.16） （7.3.17） 并加入过渡带采样。过渡带采样值可以设置为经验值，或用累试法确定，也可以采用优化算法估算。 　 （5） 对H(k)进行N点IDFT，得到第一类线性相位FIR数字滤波器的单位脉冲响应： 　　　　　　　　　　　　　　　　　 （7.3.18） 　　（6） 检验设计结果。如果阻带最小衰减未达到指标要求，则要改变过渡带采样值，直到满足指标要求为止。如果滤波器边界频率未达到指标要求，则要微调Hdg(ω)的边界频率。 上述设计过程中的计算相当繁琐，所以通常借助计算机设计。 从性能上，IIR滤波器系统函数的极点可位于单位圆内的任何地方，因此零点和极点相结合，可用较低的阶数获得较高的选择性，所用的存储单元少，计算量小，经济高效。但是高效率是以相位的非线性为代价的。 FIR滤波器可以得到严格的线性相位，然而由于FIR滤波器系统函数的极点固定在原点，因而只能用较高的阶数达到高的选择性；对于同样的滤波器设计指标，FIR滤波器所要求的阶数一般比IIR滤波器高5~10倍，使成本较高，信号延时也较大； 从结构上 从设计工具 从适用范围 7.5 IIR和FIR数字滤波器的比较 第9章 数字信号处理的实现 9.1 数字信号处理中的量化效应 9.2 数字信号处理技术的软件实现 9.3 数字信号处理的硬件实现简介 9.1 数字信号处理中的量化效应 一、量化及量化误差 二、 A/D变换器中的量化效应 三、数字系统中的系数量化效应 1.系数量化对系统频响特性的影响　 2. 极点位置敏感度 四、数字系统中的运算量化效应　 1. 运算量化效应　 　2. 网络结构对输出噪声的影响 3. 防止溢出的措施 9.2 数字信号处理技术的软件实现 　　 数字信号的处理可以用软件实现，也可以用硬件实现。软件实现指的是在通用计算机上执行数字信号处理程序。这种方法灵活，但一般不能实现实时处理。 根据运算算法编制 软件流程图，仿真实验时用MATLAB语言和C语言实现。 所谓硬件实现，就是根据数字滤波器的数学模型和算法，设计专用数字信号处理电路（集成电路），使计算程序全部硬件化。专用处理器中的硬件电路包括加法器、乘法器、存储器、控制器和输入/输出接口等。硬件实现的优点是处理速度高，但灵活性差，开发周期长。因为硬件电路一旦做好就不易改变（如滤波器阶数和结构类型等）。 9.3 数字信号处理的硬件实现简介 所谓软硬结合实现，就是用通用数字信号处理器（DSP）实现信号处理。 是利用数字信号处理专用集成电路或单片数字信号处理器DSP(Digital Signal Processor)来实现的。 DSP实质上是一种适用于数字信号处理的单片微处理器，其主要特点是灵活性大，适应性强，具有可编程功能，且处理速度高（DSP的指令周期已达到ns级）。例如TI公司的TMS320系列DS