1、“.....数字信号处理主要是研究用数字或符 号的序列来表示信号波形,并用数字的方式去处理这些序列,把它们改变成在 种意义上更希望的形式,以便估计信号的特征参量,或削弱信号中的多余分量和 增强信号中的有用分量。数字滤波器在对信号的过滤检测与参数估计等处理过 程中......”。
2、“..... 数字滤波器,简称为是指完成信号滤波处理功能的 用有限精度算法实现的离散时间线性非时变系统。数字滤波器的数学运算通常有 两种实现方式。种是频域法,即利用快速运算办法对输入信号进行离散傅 立叶变换,分析其频谱,然后根据希望的频率特性进行滤波,再利用傅立叶反变 换恢复出时域信号。这种方法具有较好的频域选择特性和灵活性,并且由于信号 频率与所希望的频谱特性是简单的相乘关系,所以它比计算等价的时域卷积要快 得多。另种方法是时域法,这种方法是通过对离散抽样数据作差分数学运算来 达到滤波目的的。 数字滤波器的输入是组由模拟信号取样和量化的数字量,其输出是经 过数字变换的另组数字量。数字滤波器具有稳定性高精度高灵活性大等突 出优点。随着数字技术的发展,用数字技术实现滤波器的功能愈来愈受到人们的 重视,并得到了广泛的应用。 数字信号处理学科的项重大进展是关于数字滤波器设计方法的研究。年 代中期......”。
3、“.....这时期,提出了各 种各样的数字滤波器结构,有的以运算误差最小为特点,有的则以运算速度高见 长出现了数字滤波器的各种逼近方法和实现方法,对递归和非递归两类滤波器 作了全面的比较统了数字滤波器的基本概念和理论,对有限冲激响应 和无限冲激响应的认识有了完整理论。年代后,科学技术蓬勃发展, 数字信号处理开始与大规模和超大规模集成电路技术微处理技术等新工艺新技 术结合起来,并引进计算机辅助设计方法,大大丰富了数字滤波器的分析与设计, 各种新的数字信号处理系统,也都能用专用数字硬件实时加以实现。相信在未来, 随着电子仪器与电子技术应用系统朝着数字化小型化自动化以及多功能化等 方向发展,包括数字滤波器在内的数字信号处理技术会有以惊人的速度进行飞跃 式发展。 滤波器原理 滤波器,顾名思义,其作用是对输入信号起到滤波的作用。对于图所示 的系统,其时域输入输出关系为 图 若,的傅立叶变换存在......”。
4、“.....其输出中不再含有 的频率成分,仅使的信号成分通过。因此,滤波器的形状不同,其 滤波后的信号结果也不样。 若滤波器的输入输出都是离散时间信号,那么该滤波器的单位冲激响应 也必然是离散的,这种滤波器称为数字滤波器,。当用硬 件实现个时,所需元件是延迟器乘法器和加法器而利用软件时, 它仅需线性卷积程序便可实现。而模拟滤波器,只能用硬 件实现。因此比容易实现,且更容易获得理想的滤波性能。数字滤波器还 具有以下优点精度和稳定性高系统函数容易改变灵活性高不存在阻抗匹 配问题便于大规模集成可实现多维滤波。 数字滤波器设计方法概述 数字滤波器从功能上分类可以分为低通滤波器,高通滤波 器,带通滤波器,带阻滤波器,。 从滤波器的网络结构或者从单位脉冲响带内却仍是单调下降的, 切比雪夫型在阻带内是等波纹的,在通带内却是单调下降的。因此过渡带的 特性有所提高,但是并不理想......”。
5、“.....其零点在无限远处。年,考尔提出了采样有限零点设计 的滤波器,因为这种方法在确定零点位置时与椭圆函数的许多特性有关,所以称 之为椭圆低通滤波器。它的平方幅度响应函数为 式中是雅可比椭圆函数,是与通带衰减有关的函数。滤波器阶次等 于通带和阻带内最大点和最小点的和。信号处理工具箱为低通模拟椭圆滤 波器的产生提供了函数,其调用的格式为 , 其中,表示零点,表示极点,表示增益,表示阶次,为通带波纹, 为阻带波纹。下面举例设计椭圆低通模拟原型滤波器 椭圆低通滤波器 通带纹波系数为 阻带纹波系数为 函数设计椭圆低通滤波器 输出图形 , 图椭圆滤波器的幅频特性基于实现 由图可得出,椭圆滤波器在通带及阻带内均成等波纹振荡,并具有最窄 的过渡带......”。
6、“.....但椭圆滤波器的转移函数不但有极点,而且在轴 上还有零点,所以椭圆滤波器的设计比较复杂。 模拟数字滤波器变换及其实现 在设计了模拟低通滤波器后,就可以把它们变成数字滤波器了。这些变换均 是复值映射,许多文献对此都有研究,根据数字滤波器所保持的模拟滤波器的不 同特性,研究出不同的变换技术。其中,最重要的有两种脉冲响应不变法保 持脉冲响应不变,又叫冲激响应不变法和双线性变换法保持系统函数不变。 脉冲响应不变法 脉冲响应不变法的设计原理是使数字滤波器的单位抽样响应序列,模仿 模拟滤波器的脉冲响应。 设系统传递函数为的模拟滤波器的单位脉冲响应为,并将脉冲响应 进行等间隔采样,使得数字滤波器的单位抽样响应刚好等于的采 样值,即 其中的为采样周期。 是模拟滤波器的系统传递函数,又令是数字滤波器的系统传递函 数......”。
7、“.....在 经过式的映射变换,映射到平面上,从而得到数字滤波器的系统函数。 且模拟和数字频率满足下列关系。经过式的映射,平面的左半平 面映射为平面的单位圆内,因此,个因果的和稳定的模拟滤波器映射成因果 的和稳定的数字滤波器。 经过以上分析,按照脉冲响应不变法,通过模拟滤波器的系统传递函数, 可直接求得数字滤波器系统函数,其设计具体步骤归纳如下 利用可由关系式推出,将数字滤波器指标,转换为 模拟滤波器指标, 根据指标,来设计模拟滤波器 利用部分分式展开法,把展成 最后把模拟极点转换为数字极点,得到数字滤波器 根据上述理论,将举例在环境下用函数实现脉冲响应不变法设计 数字低通滤波器。其函数为其中,表示数字滤波器自 变量为的分子多项式,表示数字滤波器自变量为的分母多项式......”。
8、“.....表示模拟滤波器自变量为的分母多项式, 表示采样变换参数。 设模拟低通巴特沃斯滤波器,通带纹波为,通带上限角频率 п,阻带下限角频率п,带阻最小衰减,根据该低通模拟滤波器, 利用冲激响应不变法设计相应的数字低通滤波器 采样周期 性能指标 选取模拟滤波器的阶数 设计出所需的模拟低通滤波器 应用脉冲响应不变法进行转换 求得相对,绝对频响及相位群延迟响应 绘制各条曲线 幅频特性 幅频特性 相频特性 群延迟 本设计用到的文件函数 , 滤波器幅值响应绝对相对相位响应及群延迟 ,点对应......”。
9、“.....并进行图形用户界面设计,以显示本文所介绍滤波器的特性。 在无限脉冲响应数字滤波器设计中,先进行模拟滤波器的设计,然 后进行模拟数字滤波器转换,即采用脉冲响应不变法及双线性变化法设计数 字滤波器,最后进行滤波器的频带转换。在有限脉冲响应数字滤波器设 计中,讨论了线性相位滤波器的特点和用窗函数法设计滤波器两个问题。 两类滤波器整个设计过程都是按照理论分析编程设计具体实现的步骤进行的。 为方便分析者直观,形象,方便的分析滤波器的特性,创新的设计出了图形 用户界面滤波器分析系统。整个系统分为两个界面,其内容主要包含四部分 系统分析工具帮助。 关键词数字滤波器无限脉冲响应有限脉冲响应图形用户界面 , , ......”。
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