基于切比雪夫i型的高通濾波器設(shè)計matlab畢業(yè)論文(已改無錯字)
2023-07-24 23:20:52 本頁面
【正文】 F及DF的四種濾波器的理想幅頻響應。圖中所給的濾波器的幅頻特性都是理想情況，在實際應用中，這是難以實現(xiàn)的。例如對于低通濾波器，其抽樣響應h(n)(或沖擊響應h(t))是sinc函數(shù)，在~+有值，因此該濾波器是非因果的。在實際工程中，所設(shè)計的濾波器都是在某些準則下對理想濾波器的近似，但這保證了濾波器的物理可實現(xiàn)性和穩(wěn)定性。圖12 模擬濾波器四種類型的理想幅頻響應圖14 數(shù)字濾波器四種類型的理想幅頻響應數(shù)字濾波器按照單位取樣響應h(n)的時域特性可分為無限脈沖響應(IIR, Infinite Impulse Response)系統(tǒng)和有限脈沖響應(FIR, Finite Impulse Response)系統(tǒng)。如果單位取樣響應是時寬無限的h(n)，n則稱之為II系統(tǒng)；而如果單位取樣響應是時寬無限的h(n)，n，則稱之為FIR系統(tǒng)。數(shù)字濾波器按照實現(xiàn)的方法和結(jié)構(gòu)形式分為遞歸型或非遞歸型兩類。遞歸型數(shù)字濾波器的當前輸出y(n)是x(n)的當前和以前各輸入值x(n1),x(n2),…,及以前各輸出值y(n1)，y(n2),…的函數(shù)。一個N階遞歸數(shù)字濾波器（IIR濾波器）的差分方程為： （）由遞歸術(shù)語的含義，式（42）中的系數(shù)至少有一項不為零。0說明必須將延時的輸出系列y(ni)反饋回來。因此，從結(jié)構(gòu)上看遞歸系統(tǒng)必須有反饋環(huán)路。遞歸系統(tǒng)的傳遞函數(shù)定義為： （）遞歸系統(tǒng)的傳遞函數(shù)Ｈ（ｚ）在ｚ平面上不僅有零點，而且有極點。非遞歸型數(shù)字濾波器當前的輸出值ｙ（ｎ）僅為當前的和以前的輸入序列的函數(shù)，而與以前的各個輸出值無關(guān)，因此從結(jié)構(gòu)上看非遞歸系統(tǒng)沒有反饋環(huán)路。一個Ｎ階非遞歸型數(shù)字濾波器（ＦＩＲ濾波器）的差分方程為： （）差分方程式（４－４）中的系數(shù)等于單位取樣響應序列值ｈ（ｎ）。其系統(tǒng)函數(shù)Ｈ（ｚ）可以表示為以下形式： （）Ｈ（ｚ）是的多項式，因此它的極點只能在ｚ平面的原點上。這兩類濾波器無論是在性能上還是在設(shè)計方法上都有著很大的區(qū)別。ＦＩＲ濾波器可以對給定的頻率特性直接進行設(shè)計，而ＩＩＲ濾波器ｕｑｉａｎ最通用的方法是利用已經(jīng)很成熟的模擬濾波器的設(shè)計方法來進行設(shè)計，而模擬濾波器的設(shè)計方法又有巴特沃斯濾波器。切比雪夫型濾波器、橢圓濾波器等不同的設(shè)計方法。濾波器的技術(shù)要求濾波器技術(shù)要求主要包括4個方面。即：濾波器的截止頻率低通濾波器的截止頻率主要包括通帶截止頻率（又稱通帶上線頻率）和阻帶下限截止頻率；高通濾波器的截止頻率主要包括通帶截止頻率（下限頻率）和阻帶上限截止頻率；帶通濾波器的截止頻率主要包括通帶下限截止頻率，通帶上限截止頻率，下限通帶截止頻率，以及上阻帶截止頻率；帶阻濾波器的截止頻率與帶通濾波器一致，也主要包括通帶下限截止頻率，通帶上限截止頻率，下阻帶截止頻率，以及上阻帶截止頻率。帶通帶阻的容限濾波器中帶通帶阻的容限與的具體技術(shù)指標，往往由允許的最大衰減及阻帶應達到的最小衰減給出。通帶及阻帶的衰減，分別定義為： （） ()，=3db，=40dB。采樣頻率由于在數(shù)字濾波器設(shè)計中w是用弧度表示的，而實際上給出的頻率要求往往是實際頻率f，單位為HZ，因此在數(shù)字濾波器的設(shè)計中還應給出采樣頻率。濾波器設(shè)計的步驟不論是IIR濾波器還是FIR濾波器的設(shè)計都包括三個步驟：按照實際任務的要求，確定濾波器的性能指標。用一個因果、穩(wěn)定的離散線性是不變系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)去逼近這一性能指標。根據(jù)不同的要求可以用IIR系統(tǒng)函數(shù)，也可以用FIR系統(tǒng)函數(shù)去逼近。利用有限精度算法實現(xiàn)系統(tǒng)函數(shù)。這里包括結(jié)構(gòu)的選擇、字長選擇等。IIR數(shù)字濾波器設(shè)計的最通用的方法是借助于模擬濾波器的設(shè)計方法。模擬濾波器設(shè)計已經(jīng)有了一套相當成熟的方法，它不但有完整的公式，而且有較為完整的圖標供查詢，因此充分利用這些已有的資
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