【毕业设计】数字滤波器设计 ㊣ 精品文档 值得下载

之。

该领域主要包括个方面的内容第，语音信号分析。

即对语音信号的波形特征统计特性模型参数等进行分析计算第二，语音合成。

即利用专用数字硬件或在通用计算机上运行软件来产生语音第三，语音识别。

即用专用硬件或计算机识别人讲的话，或者识别说话的人第四，语音增强。

即从噪音或干扰中提取被掩盖的语音信号。

第五，语音编码。

主要用于语音数据压缩，目前已经建立了系列语音编码的国际标准，大量用于通信和音频处理。

近年来，这个方面都取得了不少研究成果，并且，在市场上已中南大学本科生毕业论文第章绪论出现了些相关的软件和硬件产品，例如，盲人阅读机哑人语音合成器口授打印机语音应答机，各种会说话的仪器和玩具，以及通信和视听产品大量使用的音频压缩编码技术。

图像处理数字滤波技术以成功地应用于静止图像和活动图像的恢复和增强数据压缩去噪音和干扰图像识别以及层析射线摄影，还成功地应用于雷达声纳超声波和红外信号的可见图像成像。

通信在现代通信技术领域内，几乎没有个分支不受到数字滤波技术的影响。

信源编码信道编码调制多路复用数据压缩以及自适应信道均衡等，都广泛地采用数字滤波器，特别是在数字通信网络通信图像通信多媒体通信等应用中，离开了数字滤波器，几乎是寸步难行。

其中，被认为是通信技术未来发展方向的软件无线电技术，更是以数字滤波技术为基础。

电视数字电视取代模拟电视已是必然趋势。

高清晰度电视的普及指日可待，与之配套的视频光盘技术已形成具有巨大市场的产业可视电话和会议电视产品不断更新换代。

视频压缩和音频压缩技术所取得的成就和标准化工作，促成了电视领域产业的蓬勃发展，而数字滤波器及其相关技术是视频压缩和音频压缩技术的重要基础。

雷达雷达信号占有的频带非常宽，数据传输速率也非常高，因而压缩数据量和降低数据传输速率是雷达信号数字处理面临的首要问题。

告诉数字器件的出现促进了雷达信号处理技术的进步。

在现代雷达系统中，数字信号处理部分是不可缺少的，因为从信号的产生滤波加工到目标参数的估计和目标成像显示都离不开数字滤波技术。

雷达信号的数字滤波器是当今十分活跃的研究领域之。

声纳声纳信号处理分为两大类，即有源声纳信号处理和无源声纳信号处理，有源声纳系统涉及的许多理论和技术与雷达系统相同。

例如，他们都要产生和发射脉冲式探测信号，他们的信号处理任务都主要是对微弱的目标回波进行检测和分析，从而达到对目标进行探测定位跟踪导航成像显示等目的，他们要应用到的主要信号处理技术包括滤波门限比较谱估计等。

生物医学信号处理数字滤波器在医学中的应用日益广泛，如对脑电图和心电图的分析层析射线摄影的计算机辅助分析胎儿心音的自适应检测等。

音乐数字滤波器为音乐领域开辟了个新局面，在对音乐信号进行编辑合成以及在音乐中加入交混回响合声等特殊效果特殊方面，数字滤波技术都显示出了强大的威力。

数字滤波器还可用于作曲录音和播放，或对旧录音带的音质进行恢复等。

其他领域数字滤波器的应用领域如此广泛，以至于想完全列举他们是根本不可能的，除了以上中南大学本科生毕业论文第章绪论几个领域外，还有很多其他的应用领域。

例如，在军事上被大量应用于导航制导电子对抗战场侦察在电力系统中被应用于能源分布规划和自动检测在环境保护中被应用于对空气污染和噪声干扰的自动监测，在经济领域中被应用于股票市场预测和经济效益分析，等等。

数字滤波器的实现方法分析数字滤波器的实现，大体上有如下几种方法在通用的微型机上用软件来实现。

软件可以由使用者自己编写或使用现成的。

自于年推出第个信号处理软件包以来，国外的研究机构公司也陆续推出不同语言不同用途的信号处理软件包。

这种实现方法速度较慢，多用于教学与科研。

用单片机来实现。

目前单片机的发展速度很快，功能也很强依靠单片机的硬件环境和信号处理软件可用于工程实际，如数字控制医疗仪器等。

利用专门用于信号处理的片来实现。

芯片较之单片机有着更为突出的优点，如内部带有乘法器累加器，采用流水线工作方式及并行结构，多总线，速度快，配有适于信号处理的指令等，芯片的问世及飞速发展，为信号处理技术应用于工程实际提供了可能。

本章小结数字滤波器精确度高使用灵活可靠性高，具有模拟设备所没有的许多优点，已广泛地应用于各个科学技术领域，例如数字电视语音通信雷达声纳遥感图像生物医学以及许多工程应用领域。

随着信息时代数字时代的到来，数字滤波技术已经成为门极其重要的学科和技术领域。

以往的滤波器大多采用模拟电路技术，但是，模拟电路技术存在很多难以解决的问题，例如，模拟电路元件对温度的敏感性，等等。

而采用数字技术则避免很多类似的难题，当然数字滤波器在其他方面也有很多突出的优点，在前面部分已经提到，这些都是模拟技术所不能及的，所以采用数字滤波器对信号进行处理是目前的发展方向。

中南大学本科生毕业论文第章数字滤波器的概述第章数字滤波器的概述数字滤波器可以用查分方程单位取样响应以及系统函数等表示。

中南大学本科生毕业论文附录中南大学本科生毕业论文附录中南大学本科生毕业论文译文译文应用于高跨导电容带通滤波器的线性跨导运放设计王斌杨华中清华大学电子工程系，北京摘要设计了种具有高的直流增益的宽带线性全差分跨导运放。

方面，并联个工作在线性区的场效应管来补偿直流三阶系数，得到了种应用于连续时间滤波器增加跨导器饱和区输入信号幅度的简单方法。

另方面，结合负电阻电路提高了输出阻抗，实现高的直流增益而不需要额外的内部结点，并减小了因有限直流增益和寄生电容引起的相位偏差。

将此全差分跨导运放应用于工艺二阶带通滤波器，在电源电压输入峰峰值时，仿真结果的总谐波失真小于，中心频率为，带宽为，即为。

关键词线性跨导运放高直流增益高品质因数带通滤波器引言近年来，随着模拟和数字集成电路的高度发展，混合模数混合系统得以实现。

现行的滤波器已实现了各种不同程度的集成，并可将多种设计技术运用于完全连续时间滤波器的实现。

高频应用中，跨导电容方式是众所周知的连续时间的积分基本块。

积分中的相位转移过剩将影响高频滤波器的频率响应，而运算跨导放大器单元的优化设计可以消除相位误差。

为获得高输出阻抗并提高运算跨导放大器电压，可采用负阻抗消除它的正向输出电阻，同时也能补偿运算跨导放大器通过连续时间滤波器时因有限输出阻抗引入的损失，提高值。

负电阻电路实现了高直流增益运算跨导放大器的大增益宽带，并避免了积分器相位偏差。

与其它广泛运用的增强技术相比，负电阻电路极点少，消耗的电能少。

本文介绍种线性高直流增益的简单运算跨导放大器。

高直流增益的负电阻电路运算跨导放大器模拟信号处理设计越来越多的运用运算跨导放大器，因为相对于传统的低输出阻抗的运算放大器来说其速度较快，并且有合适的偏置跨导。

然而运算跨导放大器工作的线性范围受到严格限制，在近年的文献中已有阐述。

本文结合参考文献，中的种新型技术把输入微分偶线性化，同时采用负电阻电路来减少由运算跨导放大器内部低阻图带负电阻电路的运算跨导放大器中南大学本科生毕业论文译文抗和寄生电容引起的非零积分相移。

图显示了运算跨导放大器的结构，其中包括负电阻电路，和微分跨导单元用以改善低噪音放大器的线性。

电路的非线性主要来自场效应管的非线性区，可以由定区域的泰勒展开来定义这里和分别是场效应管的输入电压和输入电流。

当很小时即是小信号增益。

，是直流特性的连续导数由于微分结构消除了所有偶数阶谐波，三阶系数成了微分运算跨导放大器谐波失真的主要来源。

和起到消除的作用。

图是简单级联电路输出漏源电流与级联电路三阶系数的曲线。

场效应管曲线图表现出三阶系数在放大区和饱和区的不对称性。

根据级联电路的这特点，我们可以添加个工作在放大区的场效应管来消除原场效应管的非线性特性。

与并联的支路和起到对原级联电路非线性进行补偿的作用。

当输入信号幅度很小时，工作在饱和区，工作在放大区。

，和分别与，以及对称。

图分别显示了和的三阶系数，首先进入饱和区，然后接着进入饱和区。

然而，当输入大信号时，进入放大区，仍处于饱和区。

在共模输入电压下，和的三阶系数能相互抵消，因此，随三阶系数减小运算跨导放大器的线性特性得到改善。

图为负电阻电路的线性运算跨导放大器跨导的仿真结果。

随着从升至，在单电源驱动下从变到。

理想的跨导放大器是无限频宽的压控流源，其输入输出阻抗都是个无穷大。

然而，实际的单元的输出阻抗总是有限的，并且是个主极点不为的两极系统。

同时，内部低阻抗引起的非零积分相移，寄生电容将使实际频响偏离理想的情况，尤其是在过剩相移不减图直流电流电压曲线和三阶系数曲线图和的三阶系数图运算跨导放大器输出电流和随的变化图图电路的小信号等价电路中南大学本科生毕业论文译文少的情况下对高系统就会变得不稳定。

最近，些有研究者研究出种基于负电阻电路的技术。

由小信号宏模型我们能重现图的积木电路包括寄生输出电阻及图中并联的负电阻。

从宏模型可以求得运算跨导放大器的传递函数，分别为负载电容和寄生电容，用右图描述。

在图中的负电阻电路支路中使用标准的平方律模型器件，差分输出电流可以描述为其中是运算跨导放大器的参数。

等价输出跨导为这样，负阻抗可写作分别是的跨导和。

如果输出端的输出阻抗总和接近负阻抗，在理论上将获得无穷大的输出电阻和电压增益。

从图电路可看出，当四个场效应管都工作在饱和区且的工作在放大区时，输出跨导总和接近与的总和。

因此，运算跨导放大器的输出电导可以近似为由式可知，在条件下，可以获得运算跨导放大器的无限直流增益。

但是，如果，该系统由于右半平面存在极点而不稳图运算跨导放大器的输出增益和相位图运算跨导放大器的输出增益和相位随的变化图运算跨导放大器总的谐波失真随的变化中南大学本科生毕业论文译文定，形成过补偿。

从式和式可看出，当且仅当满足以下不等式时，不稳定的状态是可以避免的。

图显示了该运算跨导放大器电路的交流响应，其扫描电压的范围为至。

简单起见，增益和相位曲线在不同电压下的变化情况见图。

根据。

和，负跨导与电源电压和的差值成线性关系。

根据图可见该曲线在处对称。

当时，该系统由于负相坡将继续保持稳定。

仿真显示在和处输出电阻为和增益为。

图电路总谐波失真仿真结果为图。

仿真结果表明当输入电压为，在至范围内时小于。

圆圈，实线，虚线，加号分别代表为和时的曲线。

高值带通滤波器设计图是个二阶带通滤波器，而运算跨导放大器作为活跃回转