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數(shù)字信號(hào)處理基礎(chǔ)ppt課件(編輯修改稿)

2026-05-27 18:23 本頁(yè)面

　

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 FIR濾波器的設(shè)計(jì)方法主要有窗函數(shù)法和頻率抽樣設(shè)計(jì)法。 FIR濾波器設(shè)計(jì)中，重要的計(jì)算就是加窗。矩形窗最直接和簡(jiǎn)便，但主旁瓣比僅為 13dB。因此實(shí)際設(shè)計(jì)中，一般采用其他窗函數(shù)，比較常用的窗函數(shù)有Hanning窗、 Hamming窗、 Blackman窗、 Kaiser窗等。采用 Hanning窗使能量集中在主瓣內(nèi)，主旁瓣比為 31dB，但主瓣的寬度增加了 1倍。采用 Hamming窗使％以上的能量集中在主瓣，主旁瓣比達(dá) 43dB，主瓣的寬度也是矩形窗的 2倍。 Blackman窗進(jìn)一步抑制旁瓣，使主旁瓣比達(dá)到 58dB，但主瓣的寬度是矩形的 3倍。上述三種窗函數(shù)都是以增加主瓣寬度為代價(jià)換取一定程度的旁瓣抑制。而 Kasier窗可以通過調(diào)整參數(shù)值來(lái)折中選擇主瓣寬度和主旁瓣比，采用 Kaiser窗設(shè)計(jì) FIR濾波器具有很大的靈活性。 FIR濾波器的 MATLAB實(shí)現(xiàn) 在 MATLAB中，提供了兩種 FIR濾波器設(shè)計(jì)方法。窗函數(shù)設(shè)計(jì)法 (FIR1,缺省為 Hamming窗 )和任意形狀設(shè)計(jì)法 (FIR2)。 1 設(shè)計(jì)低通濾波器（ Hamming窗）： B＝ FIR1(N,Wn) 其中， N為濾波器的階數(shù)， Wn為歸一化截止頻率，＜ Wn＜，于半抽樣速率。返回值 B為一個(gè) N＋ l維矢量，即濾波器系數(shù)。 B＝ FIR1(N,Wn， ‘high’ ) ； B＝ FIR1(N,Wn， ‘stop’ ) 2 采用其他窗函數(shù)設(shè)計(jì)低濾波器：其他窗函數(shù)如 Boxcar、 Hanning、 Bartlett、 Blackman、 Kasier和Chebwin。例如采用 Bartlett窗設(shè)計(jì)低通濾波器： B＝ FIR1（ N,Wn,Bartlett（ N＋）） IIR濾波器基本原理 IIR濾波器差分方程的一般形式為：式中， x（ n）、 y（ n）、 h(n) 和 N的含義同前。 IIR濾波器具有無(wú)限長(zhǎng) 的單位脈沖響應(yīng) ，在結(jié) 構(gòu)上存在反饋回路，即是遞歸型的。也就是說(shuō) ， IIR濾波器的輸出不僅與輸入有關(guān)，而且與過去的輸出有關(guān)。 IIR濾波器的傳遞函數(shù)： IIR濾波器由于具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)算量小的特點(diǎn)，因而得到了較廣泛的應(yīng)用。 IIR濾波器結(jié)構(gòu)具有多種形式，歸納起來(lái)主要有以下幾種：（ l）直接 I型（也稱直接型）；（ 2）直接 II型（也稱正準(zhǔn)型）；（ 3）級(jí)聯(lián)型；（ 4）并聯(lián)型；（ 5）格型（ lattice）。直接 I型結(jié)構(gòu)需要 2N級(jí)延遲單元，直接 II型結(jié)構(gòu)與直接 I型結(jié)構(gòu)相比節(jié)省了一半延遲，即需要 N級(jí)延遲單元，是最常用的 IIR濾波器結(jié)構(gòu)之一。級(jí)聯(lián)型結(jié)構(gòu)采用多個(gè)二階基本節(jié)級(jí)聯(lián)而

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