數(shù)字信號處理基礎(chǔ)ppt課件(完整版)
【正文】 DFT/FFT的基本原理 其中， W為旋轉(zhuǎn)因子。數(shù)字濾波器與模擬濾波器比起來具有以下明顯的優(yōu)點(diǎn)： ① 可以滿足濾波器對幅度和相位特性的嚴(yán)格要求，精確度高； ② 沒有電壓漂移、溫度漂移及噪聲等問題，基本不受環(huán)境影響，穩(wěn)定性好； ③ 用 DSP實(shí)現(xiàn)的濾波器具有高度的可編程性，靈活性非常好。傅里葉變換（ FT） 僅能處理連續(xù)信號， DFT就是應(yīng)這種需要而誕生的。它是傅里葉變換在離散域的表示形式。 正是由于數(shù)字濾波器的上述優(yōu)點(diǎn)，使得數(shù)字濾波器廣泛應(yīng)用于雷達(dá)、語音處理、圖像處理、模式識別、頻譜分析、醫(yī)學(xué)儀器等領(lǐng)域。 由此公式不難發(fā)現(xiàn)，求出一點(diǎn) X（ k） 需要 N次復(fù)數(shù)乘法、 N—l 次復(fù)數(shù)加法。不過常用的算法還是基 2時(shí)間抽取、基 2頻率抽取、基 4時(shí)間抽取和頻率抽取以及分裂基算法。這個(gè)結(jié)構(gòu)是將一個(gè) N個(gè)數(shù)的加法器變成為 N個(gè)分散的兩位數(shù)加法器，由于各個(gè)加法器之間通過寄存器相互隔離。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。 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。 IIR濾波器的設(shè)計(jì)方法 IIR濾波器的設(shè)計(jì)一般有以下兩種方法：（ 1）先設(shè)計(jì)一個(gè)模擬濾波器，然后變換成滿足預(yù)定指標(biāo)的數(shù)字濾波器。 量化與有限字長 概述 FIR和 IIR數(shù)字濾波器的一些特征使它們相互之間能夠區(qū)分，同時(shí)它們在執(zhí)行時(shí)，需要進(jìn)行一些專門考慮，包括相位特性、穩(wěn)定性和系數(shù)量化影響。但是，因?yàn)樗刑幚砥鞫际怯邢蘧鹊?，所以濾波器系數(shù)實(shí)際上近似于 “ 理想 ” 。但是 對 直接式 濾 波器 結(jié) 構(gòu)來 說 ， 這個(gè)性能并不成立。這些系數(shù)表示成 Q15格式。例如，一個(gè) b比特的采樣值，乘上一個(gè) b比特的系數(shù)，產(chǎn)生 2b比特字長。 實(shí)時(shí)的概念 實(shí)時(shí)的定義 通用 計(jì) 算 環(huán) 境：算法、 測試 、模 擬 數(shù)據(jù)、 實(shí)際 數(shù)據(jù)； 實(shí)時(shí) 信號 處 理 應(yīng) 用系 統(tǒng) ：算法的 執(zhí) 行速度。輸入也是 Q15格式，因此，當(dāng)兩個(gè) Q15數(shù)字相乘時(shí)，結(jié)果是 Q30格式數(shù)字。 在數(shù)字濾波器實(shí)現(xiàn)中另一個(gè)問題是由于硬件有限字長造成的量化誤差。因?yàn)檎瓗?IIR的極點(diǎn)靠近單位圓，所以需要更長的字長。但是，這并不意味著 IIR濾波器可以應(yīng)用到所有的情況。這是一種最優(yōu)化的設(shè)計(jì)方法，先確定一種最佳準(zhǔn)則，然后求在此準(zhǔn)則下濾波器系統(tǒng)函數(shù)的系數(shù) 。 IIR濾波器具有無限 長 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。上述三種窗函數(shù)都是以增加主瓣寬度為代
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