精品課程《數(shù)字信號(hào)處理》ppt課件

1、7.3.3 窗函數(shù)法的設(shè)計(jì)步驟窗函數(shù)法的設(shè)計(jì)步驟1給定希望逼近的頻率呼應(yīng)函數(shù) ； jd()He2 ；jjdd1( )()d2nh nHee3阻帶最小衰減窗 外形 ( )w n過渡帶寬窗序列的長度N在保證阻帶衰減滿足要求的情況下，盡量選擇主瓣窄的窗函數(shù)。 4 ； d( )( ) ( )01h nh n w nnN5由 求FIR濾波器的頻率呼應(yīng) ，檢 驗(yàn)?zāi)芊駶M足設(shè)計(jì)要求，如不滿足，需重新設(shè)計(jì)。 ( )h n()jH e例例jjd,0()0,cceHe(1) 求出 ，并畫出 的曲線。( 設(shè) )(nh)(lg20jeH5 . 0c請(qǐng)選擇適宜的窗函數(shù)及N來設(shè)計(jì)一個(gè)線性相位低通濾波器 851要求其最小阻帶

2、衰減為-45dB，過渡帶寬為)(lg20jeH(2) 保管原有軌跡，畫出用另幾個(gè)窗函數(shù)設(shè)計(jì)時(shí) 的曲線。 解解最小阻帶衰減為-45dB 查表查表漢明窗 過渡帶寬8515186 . 6N43N 漢明窗 )(12cos46. 054. 0)(nRNnnwN那么( )0.540.46cos( )21Nnw nRn43N 解解最小阻帶衰減為-45dB 查表查表sin 0.5(21)0.540.46cos,042( )( ) ( )21(21)0,dnnnh nhn w nnn其他 值212/ ) 1( N，jjsin()1( )d2()cccncdcnh neen( )0.540.46cos( )21N

3、nw nRnc0.5漢明窗設(shè)計(jì) 矩形窗設(shè)計(jì) 漢寧窗設(shè)計(jì) 7.3.4 窗函數(shù)法計(jì)算中的優(yōu)、缺陷窗函數(shù)法計(jì)算中的優(yōu)、缺陷缺陷：阻帶和阻帶截止頻率不易控制。優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單、方便，窗口函數(shù)大多有閉合公式可查，性能、 參數(shù)有表格供參考。第第7章章 有限長單位脈沖呼應(yīng)數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法有限長單位脈沖呼應(yīng)數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法 引引 言言 線性相位濾波器的特點(diǎn)線性相位濾波器的特點(diǎn) 窗函數(shù)法設(shè)計(jì)窗函數(shù)法設(shè)計(jì)FIR數(shù)字濾波器數(shù)字濾波器 IIR和和FIR數(shù)字濾波器的比較數(shù)字濾波器的比較7.5 IIR和和FIR數(shù)字濾波器數(shù)字濾波器濾波器設(shè)計(jì)過程中思索的要素線性相位要求 濾波器的類型計(jì)算工具濾波器的實(shí)時(shí)性本錢一、在沒有線

4、性相位要求，其他技術(shù)目的一樣時(shí) IIR有優(yōu)勢(shì)IIR濾波器可以用較少的階數(shù)來滿足目的 緣由：IIR濾波器有反響環(huán)節(jié)優(yōu)勢(shì)：階數(shù)少 存儲(chǔ)單元少、運(yùn)算次數(shù)少，經(jīng)濟(jì)性好 少5-10倍實(shí)例：設(shè)計(jì)阻帶衰減為-20dB的濾波器FIR濾波器 33階切比雪夫IIR 4、5階二、在對(duì)線性相位有嚴(yán)厲要求時(shí) FIR有優(yōu)勢(shì)IIR濾波器本身做不到嚴(yán)厲線性相位緣由：IIR濾波器的選擇性越好，相位非線性越嚴(yán)重處理方法：IIR濾波器 + 全通網(wǎng)絡(luò) 會(huì)大大添加濾波器階數(shù)實(shí)踐運(yùn)用中相位要求不敏感 采用IIR濾波器，經(jīng)濟(jì)高效相位要求高 采用FIR濾波器用于 等波形攜帶信息的系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸圖像信號(hào)處置三、實(shí)現(xiàn)構(gòu)造FIR濾波器 主要非遞歸構(gòu)造穩(wěn)定有限精度運(yùn)算誤差小IIR濾波器 必需 遞歸構(gòu)造保證極點(diǎn)在單位圓內(nèi)，系統(tǒng)才穩(wěn)定有限精度運(yùn)算，有時(shí)會(huì)引起寄生振蕩四、運(yùn)算速度IIR濾波器 沒有快速算法FIR濾波器 有限長，可以用FFT，運(yùn)算速度快 h n五、設(shè)計(jì)工具IIR濾波器 可利用模擬濾波器設(shè)計(jì)的有效閉合公式、數(shù)據(jù) 和表格，計(jì)算量小，對(duì)計(jì)算工具要求不高；FIR濾波器 要借助計(jì)算機(jī)，普通沒有現(xiàn)成的設(shè)計(jì)公式，只 有計(jì)算程序，即使窗函數(shù)法，有計(jì)算窗函數(shù)的 公式，但沒有計(jì)算通帶、阻帶衰減的顯式表達(dá)式六、能實(shí)現(xiàn)的濾波器的種類IIR濾波器 主要設(shè)計(jì)規(guī)格化的、頻率特性為分段常數(shù)的標(biāo) 準(zhǔn)濾波器高