[工学]天津大学数字信号处理-第三章.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 数字域频率变换的Matlab函数 [num,den] = iirlp2lp(b,a,wc,wd) [num,den] = iirlp2hp(b,a,wc,wd) [Num,Den,AllpassNum,AllpassDen] = iirlp2bp(B,A,Wo,Wt) [Num,Den,AllpassNum,AllpassDen] = iirlp2bs(B,A,Wo,Wt) * 例：已知采样频率为1500Hz，-3dB频率为318.3Hz的一阶巴特沃思低通数字滤波器的传递函数是 用数字滤波器到数字滤波器的频率变化方法求-3dB频率为318.3Hz的高通数字滤波器的传递函数。 * 实际IIR数字滤波器的设计方法总结 实际数字滤波器与原型低通滤波器之间的频率坐标关系用于设计指标的变换。最终是要把实际数字滤波器设计指标变换到原型模拟低通滤波器的相应设计指标。 如果采用双线性变换法来进行数字滤波器与模拟滤波器的变换，可以用予畸方法来解决非线性失真。 模拟变换方法计算比较简单；而使用数字变换方法通过参数选择，可以采用脉冲响应不变法或双线性变换法，具有更加灵活的特性。 在设计中都没有考虑滤波器的相位特性。因为，在IIR数字滤波器的设计中都不能实现线性相位特性。 * 3 小结 滤波器基础 模拟滤波器设计 根据模拟滤波器设计数字滤波器的方法 从模拟低通原型到各种数字滤波器设计的频率变换 根据数字低通设计数字滤波器 * 第三章 作业 P130 3.1 P131 3.4 P131 3.7 P131 3.8 P132 3.15 P132 试验三 上机内容2+思考题 LabVIEW中的滤波器设计函数 滤波器设计工具包 演示滤波器的反应时间 演示低通滤波器 演示IIR滤波器 演示单极点滤波器 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 3.3 小结 脉冲响应不变法 双线性变换法 * 3.4 从模拟滤波器的低通原型到各种数字滤波器的频率变换 低通变换 高通变换 带通变换 带阻变换 * 设计IIR滤波器的频率变换 数 字滤波器指 标 模 拟滤波器指 标 模拟原型低通 数字原型低通 模拟频率变换 非低通型基本数字滤波器 模拟/数字 变 换 数字/数字 坐标变换 Ha(s) Hd(s) Hd(z) Hl(z) buttap,cheb1ap, cheb2ap,ellipap,besselap bilinear impinvar lp2lp, lp2hp, lp2bp, lp2bs Matlab函数 iirlp2lp, iirlp2hp, iirlp2bp, iirlp2bs * 低通变换 数字低通滤波器指标转换为模拟低通滤波器的指标 模拟低通滤波器设计 模拟滤波器转化为数字滤波器 脉冲响应不变法 双线性变换法 * 数字低通滤波器设计举例 设采样频率为1500Hz，一阶巴特沃思模拟低通滤波器 的-3dB频率为2000rad/s(或2000/2π=318.31Hz),求出与此模拟滤波器对应的数字滤波器的传递函数。 * 数字滤波器与模拟滤波器的幅频对比 * 高通、带通、带阻数字滤波器设计 模拟原型 模拟高通、带通、带阻 数字高通、带通、带阻滤波器 模拟原型 数字高通、带通、带阻滤波器 * 高通数字滤波器设计-双线性变换法 * 高通数字滤波器设计 所谓高通DF，并不是ω高到 ∞ ，由于数字频域存在 折叠频 率ω=π，对于实数响应的数字滤波器， ω在[π,2π]部分只是[0,π] 的镜象部分，因此有效的数字域仅是[0,π]，高通也仅指这一段的高端，即到ω=π为止的部分。 高通变换的计算步骤和低通变换一样。但在确定模拟原型预畸的临界频率时，应采用 不必加负号，因临界频率只有大小的意义而无正负的意义。 * 数字高通滤波器设计举例 设采样频率为1500Hz，设计一阶巴特沃思数字高通滤波器 的-3dB频率为2000rad/s(或2000/2π=318.31Hz),求出数字滤波器的传递函数。 * 例 设采样频率为1500Hz，设计一阶巴特沃思数字滤波器的-3dB频率为2000rad/s(或20