[工學(xué)]數(shù)字信號(hào)處理(2)(已修改)
2025-10-23 18:31 本頁(yè)面
【正文】 1 數(shù)字信號(hào)處理 第 8 章 數(shù)字濾波器的結(jié)構(gòu) 2 LTI系統(tǒng)的信號(hào)流圖 方框圖法 方框圖法簡(jiǎn)明且直觀，其三種基本運(yùn)算如下圖所示： )( nx z1 )1( ?nx單位延時(shí) : a )(ny )( nya ?乘常數(shù) : )()( nxny ?)(ny)(nx相加 : 3 )()2()1()( 021 nxbnyanyany ?????例如：已知差分方程如下 y(n) 1?Z1?Z1a2a得計(jì)算方框圖 ： 0bb0x(n) )1(1 ?nya)2(2 ?nya)1( ?ny)2( ?ny x(n) 4 信號(hào)流圖法 信號(hào)流圖表示系統(tǒng)運(yùn)算過(guò)程的信號(hào)流通 ，對(duì)于較復(fù)雜的計(jì)算過(guò)程可以得到比較簡(jiǎn)潔的表示。其三種基本運(yùn)算如下圖所示： a1?Z基本延時(shí)： 乘常數(shù)： 相加： 說(shuō)明：對(duì)于同一個(gè)傳遞函數(shù)可以有不同形式的信號(hào)流圖來(lái)實(shí)現(xiàn)。一般應(yīng)選擇結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、系數(shù)變化靈敏度低的實(shí)現(xiàn) 流圖。算法結(jié)構(gòu)的選擇對(duì)于系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)是很重要的。 5 )()2()1()( 021 nxbnyanyany ?????例如：已知差分方程如下 1 )(nx0b2 3 5 4 1?Z1?Z1a2a6 7 )(ny可得信號(hào)流圖： )2()1( 21 ??? nyanya)1( ?ny)2( ?ny)2(2 ?nyaa1y(n1) b0x(n) 6 IIR濾波器的結(jié)構(gòu)： 系統(tǒng)函數(shù)： ??? ???????????010 )(1)(nnNkkkMiiiZnhZaZbzH 差分方程： ???? ????Nk kMi i knyainxbny 10 )()()( ?沖擊響應(yīng)有無(wú)窮項(xiàng)。 ?是有反饋系統(tǒng)，有 N個(gè)極點(diǎn)和 M個(gè)另點(diǎn)。為了保持系統(tǒng)穩(wěn)定，所有極點(diǎn)應(yīng)在單位 圓內(nèi)。系統(tǒng)在無(wú)窮遠(yuǎn)點(diǎn)收斂（因果性），要求 N=M。 ?系統(tǒng)設(shè)計(jì)中要確定階數(shù) M、 N和系數(shù) b i、 a k 。為了防止有限字長(zhǎng)效應(yīng)引起系統(tǒng)不穩(wěn)定，一般采用低階系統(tǒng)，或多個(gè)低階系統(tǒng)的級(jí)連的實(shí)現(xiàn)形式。 . 特點(diǎn)： 7 )(nxz1?z1?z1?b0b1b21?MbMba1a2)(nyz1?z1?z1?1?NaNaIIR 濾波器的直接實(shí)現(xiàn)（ I 型）計(jì)算信號(hào)流圖： IIR 濾波器直接 實(shí)現(xiàn)： z1 z1 z1 z1 z1 z1 b0 b1 b2 bM a1 a2 aN x(n) y(n) 方框圖： )1( ?nx)2( ?nx)1( ??Mnx)( Mnx ?)1( ?ny)1( ?? Nny)( Nny ?)2( ?ny? ?8 ????Mkk knxbny0)(39。)( IIR濾波器直接實(shí)現(xiàn) II型 ?????Nkk nxknxanx1)()(39。)(39。將系統(tǒng)函數(shù)變形為 2級(jí)運(yùn)算： 對(duì)以上兩式進(jìn)行 Z 變換 ： ?????Nk
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