ch41AF濾波器設(shè)計課件_第1頁
ch41AF濾波器設(shè)計課件_第2頁
ch41AF濾波器設(shè)計課件_第3頁
ch41AF濾波器設(shè)計課件_第4頁
ch41AF濾波器設(shè)計課件_第5頁
已閱讀5頁,還剩29頁未讀 繼續(xù)免費閱讀

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進行舉報或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡介

數(shù)字信號處理

(DigitalSignalProcessing)

信號與系統(tǒng)系列課程組國家電工電子教學(xué)基地IIR數(shù)字濾波器設(shè)計的基本思想模擬低通濾波器設(shè)計模擬域頻率變換脈沖響應(yīng)不變法雙線性變換法利用MATLAB設(shè)計IIRDFIIR數(shù)字濾波器的設(shè)計學(xué)習(xí)要求掌握常用模擬低通濾波器(BW,CB,C)的特性及設(shè)計方法。掌握模擬域頻率變換設(shè)計模擬高通、帶通和帶阻濾波器的基本方法。掌握脈沖響應(yīng)不變法設(shè)計數(shù)字濾波器的基本思想和方法。掌握雙線性變換法設(shè)計數(shù)字濾波器的基本原理及其特點。掌握IIR數(shù)字濾波器設(shè)計的基本步驟。

數(shù)字濾波器的技術(shù)要求10通帶過渡帶阻帶)(WjeHpWsWsdpd-1WWs:阻帶截止頻率dp:

通帶波動ds:

阻帶波動通帶衰減(dB)阻帶衰減(dB)Wp:通帶截止頻率G(W)=20lg|H(ejW)|dB濾波器的Gain函數(shù)(1)將數(shù)字濾波器的設(shè)計轉(zhuǎn)換為模擬濾波器的設(shè)計。(2)設(shè)計滿足技術(shù)指標(biāo)的模擬濾波器。(3)將模擬濾波器轉(zhuǎn)換為數(shù)字濾波器。IIR數(shù)字濾波器設(shè)計的基本思想Wp,Wswp,wsH(s)H(z)頻率變換設(shè)計模擬濾波器脈沖響應(yīng)不變法雙線性變換法IIR數(shù)字濾波器設(shè)計的基本思想Wp,Wswp,wsH(s)H(z)頻率變換設(shè)計模擬濾波器脈沖響應(yīng)不變法雙線性變換法wp,wsH(s)頻率變換設(shè)計原型低通濾波器復(fù)頻率變換模擬濾波器的技術(shù)要求pw:通帶截止頻率ws:阻帶截止頻率dp:

通帶波動ds:

阻帶波動通帶衰減(dB)(PassbandAttenuation)阻帶衰減(dB)(StopbandAttenuation)|H(jw)|10通帶過渡帶阻帶pwswsdpd-1wG(w)=20lg|H(jw)|dB濾波器的增益(Gain)函數(shù)

Butterworth模擬低通濾波器設(shè)計1.BWLP模擬濾波器的頻域特性N:濾波器階數(shù)

Butterworth模擬低通濾波器設(shè)計1.BWLP模擬濾波器的頻域特性(1)|H(j0)|=1,|H(j)|=0,-20lg|H(jwc)|3dB,故wc稱3dB截頻。若wc=1,則為歸一化的BWF(2)幅度響應(yīng)單調(diào)下降(monotonicallydecreasing)(3)|H(jw)|2在w=0點1到2N-1階導(dǎo)數(shù)零,稱為最大平坦性。(maximallyflatmagnitudefilter)

Butterworth模擬低通濾波器設(shè)計2.BWLP濾波器的設(shè)計步驟(3)確定濾波器的極點

(4)確定模擬低通濾波器的系統(tǒng)函數(shù)HL(s)

Butterworth模擬低通濾波器設(shè)計歸一化的Butterworth濾波器(BWF)任意的BWF和歸一化BWF的關(guān)系常用歸一化(wc=1)

Butterworth

模擬濾波器的系統(tǒng)函數(shù)一階:二階:三階:四階:例:設(shè)計一個滿足下列指標(biāo)BW型模擬低通濾波器p1.0=wp,p4.0=ws,dBAp1,dBAs10解:

(2)確定模擬低通濾波器的系統(tǒng)函數(shù)HL(s)

驗證:Ap=1dB滿足指標(biāo);As=18.3dB存在裕量

Butterworth模擬低通濾波器設(shè)計3.利用MATLAB設(shè)計BWLP

[num,den]=butter(N,wc,'s')確定階數(shù)為N,3-dB截頻為wc(radian/s)的Butterworthfilter分子和分母多項式。's'表示模擬域。

[N,wc]=buttord(wp,ws,Ap,As,'s')確定模擬Butterworthfilter的階數(shù)N和3-dB截頻wc。wc是由阻帶參數(shù)確定的。's'表示模擬域。

[z,p,k]=buttap(N)確定N階歸一化的Butterworthfilter的零點、極點和增益(gain)

例:設(shè)計滿足下列條件的模擬Butterworth低通濾波器

fp=1kHz,fs=2kHz,Ap=1dB,As=40dBWp=2*pi*1000;Ws=2*pi*2000;Ap=1;As=40;[N,Wc]=buttord(Wp,Ws,Ap,As,'s');fprintf('Orderofthefilter=%.0f\n',N)[num,den]=butter(N,Wc,'s');disp('Numeratorpolynomial');fprintf('%.4e\n',num);disp('Denominatorpolynomial');fprintf('%.4e\n',den);omega=[WpWs];h=freqs(num,den,omega);fprintf('Ap=%.4f\n',-20*log10(abs(h(1))));fprintf('As=%.4f\n',-20*log10(abs(h(2))));omega=[0:200:12000*pi];h=freqs(num,den,omega);gain=20*log10(abs(h));plot(omega/(2*pi),gain);xlabel('Frequency

in

Hz');ylabel('GainindB');切比雪夫I(CBI)型模擬低通濾波器w))((wjH1cwN=2N=3N=7e:通帶波紋

cw:通帶截頻

N:階數(shù)(由阻帶指標(biāo)確定)1.CBILP的頻域特性切比雪夫I(CBI)型模擬低通濾波器1.CBILP的頻域特性211e+(1)cww££0時,2)(wjH在1和間振蕩(2)cww3時,2)(wjH單調(diào)下降(N增大,下降加速)(3)2211)(ew+=cjH

e控制了通帶衰減N為奇時

1)0(2=jHN為偶時

2211)0(e+=jH切比雪夫I(CBI)型模擬低通濾波器2.CBILP的設(shè)計步驟(1)由通帶截頻wp確定wc

(2)由通帶衰減Ap確定e

(3)由通帶、阻帶指標(biāo)確定Nwc

=wp

例:設(shè)計一CBI型模擬低通濾波器,指標(biāo)為wp=0.158rad/s,ws=0.727rad/s,Ap

=1dB,As

=10dB(1)求模擬濾波器的c、e取N=2(2)求模擬濾波器的N解:例:設(shè)計一CBI型模擬低通濾波器,指標(biāo)為wp=0.158rad/s,ws=0.727rad/s,Ap

=1dB,As

=10dB解:(3)確定極點,求系統(tǒng)函數(shù)切比雪夫I(CBI)型模擬低通濾波器3.利用MATLAB設(shè)計CBILP[z,p,k]=cheb1ap(N,Ap);確定N階歸一化的Chebyshevfilter的零點、極點和增益(gain)。[num,den]=cheby1(N,Ap,wc,'s')確定階數(shù)為N,通帶截頻為wc(radian/s)的Chebyshevfilter。's'表示模擬域

[N,wc]=cheb1ord(wp,ws,Ap,As,'s')確定模擬Chebyshevfilter的階數(shù)N。wc=wp(rad/s)例:設(shè)計滿足下列條件的模擬CBI型低通濾波器

fp=1kHz,fs=2kHz,Ap=1dB,As=40dBAp=1.00dB,As=45dB050010001500200025003000-70-60-50-40-30-20-10FrequencyinHzGainindBBW型:N=8CB型:N=5切比雪夫II(CBII)型模擬低通濾波器1.CBIILP的頻域特性切比雪夫II(CBII)型模擬低通濾波器2.利用MATLAB設(shè)計CBIILP

[N,wc]=cheb2ord(wp,ws,Ap,As,'s')

確定模擬切比雪夫II型濾波器的階數(shù)N。

[num,den]=cheby2(N,As,wc,'s')

確定階數(shù)為N,阻帶衰減為AsdB的切比雪夫II型濾波器的分子和分母多項式。wc由cheb2ord函數(shù)確定。*橢圓低通濾波器利用MATLAB設(shè)計橢圓低通濾波器

[N,wc]=ellipord(wp,ws,Ap,As,'s')

[num,den]=ellip(N,Ap,As,wc,'s')確定橢圓濾波器的階數(shù)N。wc=wp。確定階數(shù)為N,通帶衰減為ApdB,阻帶衰減為AsdB的橢圓濾波器的分子和分母多項式。wc是橢圓濾波器的通帶截頻。例:設(shè)計滿足下列指標(biāo)的模擬橢圓低通濾波器

fp=1kHz,fs=2kHz,Ap=1dB,As=40dB050010001500200025003000-100-80-60-40-2

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

最新文檔

評論

0/150

提交評論