比起传统的要通过硬件实现的模拟滤波器,IIR优点如下:
1)单位冲击响应有无数种可能;
2)构造简单、系数小、乘法操作较少;
3)和模拟滤波器对应;
4)分解控制,指定零点的位置;
1。2 数字滤波器的实现方法
目前而言,数字滤波器实现的主要方法如下[10]:
1)用软件在计算机上实现,但这种方法速度慢,只适用于仿真研究。
2)用DSP处理器实现,主要依靠乘累加器(MAC)进行处理,而且寻址能力独特。
3)用专用信号处理器实现,适用于固定要求高速的信号处理的任务。
4)用可编程器件实现,这类通用性较好,实现并行运算,可独立可辅助。
1。3 主要研究内容
本次设计就是用MATLAB来进行前期滤波器选择 ,用DSP进行后期仿真实现。 参数要求如下:通带截止频率=200Hz,阻带截止频率=400Hz,通带最大衰减=1dB,阻带最小衰减=30dB,采样频率=1000Hz。具体工作如下:通过设置MATLAB的工具箱对各滤波器的幅频响应曲线进行比较,从而得出最佳选择;用DSP仿真开发软件(CCS)进行前期的设计和仿真[9]。整体流程如图1-1所示:
图1-1整体设计流程
2 滤波器基础 来自优O尔P论R文T网WWw.YoueRw.com 加QQ7520`18766
2。1 数字滤波器的介绍
本质上来说,滤波就是实现信号处理的运算过程。输入信号通过特定的运算后再进行输出,卷积和差分方程就是特定的运算规则,用来描述离散系统输出与输入的关系。
时域离散系统的频域特性是 ,其中 是输入信号, 是输出信号, 是单位取样响应的频谱。换言之,数字滤波器原理实际就是根据输入信号 的特点,选择合适的 ,使得输出 满足设计要求。
数字滤波器分为IIR滤波器和FIR滤波器两种。IIR 滤波器可以无限持续时间冲激响应,差分方程是:
(2-1)
系统函数是:
(2-2)
IIR数字滤波器的设计实际上就是设计一个函数H(z),使之在物理可实现,而且函数的频率响应要满足设计要求的性能参数[1]。
2。2 IIR滤波器的设计方法及原理
IIR数字滤波器系统函数是:
(2-3)
滤波器设计过程实际上就是求解系统函数的系数ak和bk,属于数学的逼近问题。
2。2。1 脉冲响应不变法 论文网
脉冲响应不变法依据的是脉冲响应的特征,对冲激响应ha(t)按照等间隔采样,使单位脉冲响应序列h(n)恰好等于ha(t)的采样值。
设 , ,则:
(2-4)
从上式可看出:脉冲响应不变法设计过程其实就是模拟滤波器和数字滤波器两个平面的相互转换过程,转换标准是 ,二者的频率响应的关系为