第五章 数字滤波器的基本结构

第五章 数字滤波器的基本结构

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数字滤波器的基本概念 无限长脉冲响应(IIR)滤波器的结构 无限长脉冲响应(IIR)滤波器的结构 有限长脉冲响应(FIR)滤波器的结构 有限长脉冲响应(FIR)滤波器的结构 系统函数模型的转换（MATLAB) 系统函数模型的转换（

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5.1 引言

数字滤波器是指输入、输出均为数字信 数字滤波器是指输入、输出均为数字信 是指输入 通过一定运算关系改变 改变输入信号所 号，通过一定运算关系改变输入信号所 频率成分的相对比例或者滤除某些频 或者滤除 含频率成分的相对比例或者滤除某些频 率成分的器件 的器件。 率成分的器件。 数字滤波器的实现方法： 数字滤波器的实现方法： 实现方法

在专用数字信号处理硬件电路上实现 通过编写程序在计算机上实现

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5.2 数字滤波器的基本概念

数字滤波器的描述 数字滤波器的分类

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5.2.1 数字滤波器的描述

用差分方程描述： 差分方程描述： 描述

y (n) = ∑ ak y (n k ) + ∑ bk x(n k )

k =1 k =0

N

M

用系统函数描述 系统函数描述

Y ( z) H ( z) = = X ( z) bk z k ∑ 1 ∑ ak z k

k =1

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M

k =0 N

同一个差分方程，算法会有很多种 同一个差分方程，

1 例如: 例如 H1 ( z ) = 1 2 1 0.8 z + 0.15z 1.5 2.5 H 2 ( z) = + 1 1 1 0.3z 1 0.5z 1 1 H 3 ( z) = 1 1 0.3z 1 0.5z 1

由不同的结构来实现

二阶系统

并联

级联

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实现数字滤波器的三种基本运算单元： 实现数字滤波器的三种基本运算单元： 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： 基本的单元两种表示法：

方框图法 信号流图法

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基本运算单元表示及实现方法

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数字滤波器表示法

差分方差： 差分方差：

y (n) = a1 y (n 1) + a2 y (n 2) + b0 x(n)

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流图结构

节点

源节点 阱节点 网络节点 分支节点 相加器 节点的值=所有输入支路的值之和 节点的值=

× 支路的值= 支路的值=支路起点处的节点值

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5.2.2 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 不同的频带， 成分各占不同的频带，通过一个合适的选 滤波器可以滤除干扰成分。 滤除干扰成分 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 但是如果信号和噪声的频谱相互重叠， 重叠， 经典滤波器就无法将信号与噪声区分开。 无法将信号与噪声区分开 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 利用信号和噪声的统计特征，从干扰中 统计特征， 最佳地提取信号。 最佳地提取信号。

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从功能上分类

低通滤波器

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/ozm4.html