数字信号处理课件.ppt

上传人(卖家):三亚风情 文档编号:2213221 上传时间:2022-03-21 格式:PPT 页数:98 大小:1.20MB
下载 相关 举报
数字信号处理课件.ppt_第1页
第1页 / 共98页
数字信号处理课件.ppt_第2页
第2页 / 共98页
数字信号处理课件.ppt_第3页
第3页 / 共98页
数字信号处理课件.ppt_第4页
第4页 / 共98页
数字信号处理课件.ppt_第5页
第5页 / 共98页
点击查看更多>>
资源描述

1、与模拟滤波器相比的优点:1)精度和稳定度高;2)改变系统函数比较容易;3)不存在阻抗匹配问题;4)便于大规模集成;5) 可以实现多维滤波;与模拟滤波器的差别:1)数字滤波器主要处理离散时间信号和数字信号,模拟滤波器主要处理连续时间信号;2)数字滤波器可以用数字硬件构成的专用数字处理器和计算机实现,即硬件实现;也可以用程序的方法来实现,即软件实现;模拟滤波器则是用基本电路元件组成的电路网络系统来实现。数字滤波器 作用是对输入信号起到滤波;即DF是由差分方程描述的一类特殊的离散时间系统。 功能:把输入序列通过一定的运算变换成输出序列。不同的运算处理方法决定了滤波器的实现结构的不同。数字滤波器的特点

2、则:是其付氏变换。是系统的输出,是其付氏变换。是系统的输入,设)()()()(jwjweYnyeXnxh(n)x(n)y(n)作原理。这就是数字滤波器的工符合我们的要求,使滤波器输出选取表示)后变成其系统性能用经过滤波器看出:输入序列的频谱)()(),()()()()()()()()()(1jwjwjwjwjwjwjwjwjwmeHeXeHeHeXeHeXeHeXFmxmnhny则LSI系统的输出为:数字滤波器结构的表示方法 两 种表示方法:方框图表示法;流图表示法. 数字滤波器中,信号只有延时延时,乘以常数乘以常数和相加相加三种运算。 DF结构中有三个基本运算单元:加法器,单位延时,乘常数的

3、乘法器。1、方框图、流图表示法、方框图、流图表示法Z-1单位延时系数乘相加Z-1a方框图表示法:方框图表示法:信号流图表示法:信号流图表示法:a把上述三个基本单元互联,可构成不同数字网络或运算结构,也有方框图表示法和流图表示法。2.例子)() 2() 1()(021nxbnyanyany例:二阶数字滤波器:其方框图及流图结构如下:Z-1Z-1x(n)y(n)b0a1a2x(n)y(n)b0a1a2Z-1Z-1看出:可通过流图或方框图看出系统的运算步骤和运算结构。以后我们用流图来分析数字滤波器结构。DF网络结构或DF运算结构二个术语有微小的差别,但大抵一样,可以混用。数字滤波器的分类 滤波器的种

4、类很多,分类方法也不同。 1.从功能上分;低、带、高、带阻。 2.从实现方法上分:FIR、IIR 3.从设计方法上来分:Chebyshev(切比雪夫),Butterworth(巴特沃斯) 4.从处理信号分:经典滤波器、现代滤波器等等。1、经典滤波器 假定输入信号x(n)中的有用成分和希望去除的成分,各自占有不同的频带。当x(n)经过一个线性系统(即滤波器)后即可将欲去除的成分有效地去除。但如果信号和噪声的频谱相互重叠,那么经典滤波器将无能为力。 |X(ejw)|wwc有用无用wc|H(ejw)|Y(ejw)|wwc2.现代滤波器 它主要研究内容是从含有噪声的数据记录(又称时间序列)中估计出信号

5、的某些特征或信号本身。一旦信号被估计出,那么估计出的信号将比原信号会有高的信噪比。 现代滤波器把信号和噪声都视为随机信号,利用它们的统计特征(如自相关函数、功率谱等)导出一套最佳估值算法,然后用硬件或软件予以实现。 现代滤波器理论源于维纳在40年代及其以后的工作,这一类滤波器的代表为:维纳滤波器,此外,还有卡尔曼滤波器、线性预测器、自适应滤波器。本课程主要讲经典滤波器,外带一点自适应滤波器.3.模拟滤波器和数字滤波器 经典滤波器从功能上分又可分为:低通滤波器(LPAF/LPDF):Low pass analog filter带通滤波器(BPAF/BPDF):Bandpass analog fi

6、lter高通滤波器(HPAF/HPDF):High pass analog filter带阻滤波器(BSAF/BSDF):Bandstop analog filter即它们每一种又可分为:数字(Digital)和模拟(Analog)滤波器。4.模拟滤波器的理想幅频特性cc)( jHcc)( jHcc)( jH)( jH1c2c1c2cLPAFHPAFBPAFBSAF5.数字滤波器的理想幅频特性2c)(jweHLPDFHPDFBPDFBSDF.23.2.2)(jweH)(jweH)(jweH研究DF实现结构意义1.滤波器的基本特性(如有限长冲激响应FIR与无限长冲激响应IIR)决定了结构上有不同

7、的特点。2.不同结构所需的存储单元及乘法次数不同,前者影响复杂性,后者影响运算速度。3.有限精度(有限字长)实现情况下,不同运算结构的误差及稳定性不同。4.好的滤波器结构应该易于控制滤波器性能,适合于模块化实现,便于时分复用。IIR DF的基本网络结构IIR DF特点1.单位冲激响应h(n)是无限长的n2.系统函数H(z)在有限长Z平面(0|Z|)有极点存在。3.结构上存在输出到输入的反馈,也即结构上是递归型的。4.因果稳定的IIR滤波器其全部极点一定在单位圆内。IIR DF基本结构IIR DF类型有:直接型、级联型、并联型。直接型结构:直接I型、直接II型 (正准型、典范型)1、 IIR D

8、F系统函数及差分方程 一个N阶IIR DF有理的系统函数可能表示为:)()(1)10zXzYZaZbzHNiiiMiii(以下我们讨论M=M)只需N级延时单元,所需延时单元最少。故称典范型。(3)同直接I型一样,具有直接型实现的一般缺点。例子81434521148)21)(41(21148)2323223zzzzzzzzzzzzzH(已知IIR DF系统函数,画出直接I型、直接II型的结构流图。解:为了得到直接I、II型结构,必须将H(z)代为Z-1的有理式;x(n)8-411Z-1Z-1y(n)5/4-3/4Z-1Z-1Z-11/8Z-1-25/4Z-1Z-1Z-1-3/41/8-411-2

9、8y(n)x(n)注意反馈部分系数符号4、级联型结构(1)系统函数因式分解一个N阶系统函数可用它的零、极点来表示即系统函数的分子、分母进行因式分解:NiiMiiNiiiMiiizdzCAZaZbzH111110)1 ()1 (1)(可以展开为:或者是共轭复根或者是实根只有两种情况:和零、极点都是实数,的系数)()(,)(badcbazHiiii(2)系统函数系数分析11211*1111211*111111)1)(1 ()1 ()1)(1 ()1 ()1 ()1 ()(NiNiiiiMiMiiiiNiiMiizqzqzpzhzhzgAzdzcAzH:22:,2121则的二阶因子,并起来构成一个实

10、系数若将每一对共轭因子合;其中为复根。为实根;式中:MMMNNNqhpgiiii121121211121121211(1)(1)( )(1)(1)MMiiiiiNNiiiiig zzzHzAp zzz(3)基本二阶节的级联结构121121211121121211(1)(1)( )(1)(1)MMiiiiiNNiiiiig zzzHzAp zzz1212121121( )(1)MiiiiizzHzAzz()数二阶因子形式:就可以完全分解成实系那么,整个)(zH的二阶因子。即为二次项系数看作二阶因子的特例。及若把单实因子0),()1 ()1 (22111111iiMiiMiizpzg(4)滤波器的

11、基本二阶节 所以,滤波器就可以用若干个二阶网络级联起来构成。这每一个二阶网络也称滤波器的基本二阶节(即滤波器的二阶节)。一个基本二阶节的系统函数的形式为:121212121( )1iiiizzHzzz一般用直接II型(正准型、典范型表示)x(n)1ia2iZ-1Z-1a1i2iy(n)(5)用二阶节级联表示的滤波器系统整个滤波器则是多个二阶节级联MiizHAzH1)()(x(n)11a21Z-1Z-1a112112a22Z-1Z-1a12221Ma2MZ-1Z-1a1M2My(n).例子)1)(1 ()1)(1 (21221)21121131321zzzzzzzzzzzzH(设IIR数字滤波器

12、系统函数为:1Z-1111Z-1Z-111y(n)x(n)(6)级联结构的特点从级联结构中看出:它的每一个基本节只关系到滤波器的某一对极点和一对零点。调整1i,2i,只单独调整滤波器第I对零点,而不影响其它零点。同样,调整a1i,a2i,只单独调整滤波器第I对极点,而不影响其它极点。级联结构特点:(a)每个二阶节系数单独控制一对零点或一对极点,有利于控制频率响应。(b)分子分母中二阶因子配合成基本二阶节的方式,以及各二阶节的排列次序不同。5、并联型(1)系统函数的部分分式展开将系统函数展成部分分式的形式:用并联的方式实现DF。)时,当0(11111)(01122111011010ANMzdAz

13、dAzdAAzdAAZaZbzHNNNiiiNiiiMiii“相加”在电路中实现用并联。如果遇到某一系数为复数,那么一定有另一个为共轭复数,将它们合并为二阶实数的部分分式。(2)基本二阶节的并联结构212211110111011)(NkkkkkNiizzzzAiAzHAN1Z-1a1x(n)aN1a11Z-1Z-1A111y(n)A0.01a21a1N2a2N20N21N2其实现结构为:.(3)并联型基本二阶节结构2111101)(zzzzHi并联型的基本二阶节的形式:其中:要求分子比分母小一阶x(n)0a2Z-1Z-1a11y(n)(4)并联型特点(1)可以单独调整极点位置,但不能象级联那样

14、直接控制零点(因为只为各二阶节网络的零点,并非整个系统函数的零点)。(2)其误差最小。因为并联型各基本节的误差互不影响,所以比级联误差还少。若某一支路a1误差为1,但总系统的误差仍可达到少1。(因为分成a1,a2.支路).注意:(1)为什么二阶节是最基本的?因为二阶节是实系数,而一阶节一般为复系数。(2)统一用二阶节表示,保持结构上的一致性,有利于时分多路复用。(3)级联结构与并联结构的基本二阶节是不同的。(5)例子21113132114616121221)zzzzzzzzzzH(其并联结构为:x(n)Z-1Z-114y(n)161-61Z-16 转置定理 如果将原网络中所有支路方向加以反转,

15、支路增益保持不变,并将输入x(n) 和输出y(n)相互交换,则网络的系统函数不会改变。FIR DF的基本网络结构一、FIR DF的特点(1)系统的单位冲激响应h(n)在有限个n值处不为零。即h(n)是个有限长序列。(2)系统函数|H(z)|在|z|0处收敛,极点全部在z=0处(即FIR一定为稳定系统)(3)结构上主要是非递归结构,没有输出到输入反馈。但有些结构中(例如频率抽样结构)也包含有反馈的递归部分。二、FIR的系统函数及差分方程长度为N的单位冲激响应h(n)的系统函数为:100010)()()(, 01)()()NmiNiiiMiiiNnnmnxnhnyazazbzHZnhzH其差分方程

16、为:即无反馈情况中它实际上为一般(三、FIR滤波器实现基本结构1.FIR的横截型结构(直接型)2. FIR的级联型结构3. FIR的快速卷积型结构4. FIR的线性相位型结构5. FIR的频率抽样型结构1、FIR直接型结构(卷积型、横截型)(1)流图h(0)h(1)h(2)h(N-1)h(N)Z-1Z-1Z-1Z-1x(n)y(n)倒下h(0)h(1)h(N-1)h(N)Z-1Z-1Z-1Z-1y(n)x(n)(2)框图Z-1Z-1Z-1Z-1.x(n)h(0)h(1)h(2)h(N-1)y(n)2、级联型结构(1)流图 当需要控制滤波器的传输零点时,可将H(z)系统函数分解成二阶实系数因子的

17、形成:212211010)()()NiiiiNnnzzZnhzH(即可以由多个二阶节级联实现,每个二阶节用横截型结构实现。x(n)11Z-1Z-12112Z-1Z-1221N/2Z-1Z-12N/2y(n).01020N/21(2)级联型结构特点 由于这种结构所需的系数比直接型多,所需乘法运算也比直接型多,很少用。 由于这种结构的每一节控制一对零点,因而只能在需要控制传输零点时用。3、快速卷积型(1)原理 设FIR DF的单位冲激响应h(n)的非零值长度为M,输入x(n)的非零值长度为N。则输出y(n)=x(n)*h(n),且长度L=N+M-1 若将x(n)补零加长至L,补L-N个零点,将h(

18、n)补零加长至L,补L-M个零点。 这样进行L点圆周卷积,可代替x(n)*h(n)线卷积。其中: 而由圆卷积可用DFT和IDFT来计算,即可得到FIR的快速卷积结构。)()()()()(nxnhnxnhnyLnNNnnxnx010)()(LnMMnnhnh00)()((2)快速 卷积结构框图L点DFTL点DFTL点IDFTX(k)H(k)Y(k)x(n)h(n)()()()()(nxnhnxnhny102)()1)(LkknLjekHkXLny(此时,当N,M中够大时,比直接计算线性卷积快多了。4、线性相位FIR型结构(1)定义 所谓线性相位:是指滤波器产生的相移与输入信号频率成线性关系。(2

19、)线性相位FIR DF具有特性 h(n)是因果的,为实数,且满足对称性。即满足约束条件: h(n)=h(N-1-n)其中:h(n)为偶对称时,h(n)=h(N-1-n);h(n)为奇对称时,h(n)=-h(N-1-n);下面我们针对h(n)奇、偶进行讨论。(3)h(n)为偶偶、奇奇对称,N=偶数偶数时(a)FIR的线性相位的特性120)1120)1(120012) 1(1201212010)()1()() 1()()()()()NnnNnNnnNNnnNnnNNnnNNnnNnnNnnzznhznNhznhznNhznhznhznhznhzH(令n=N-1-n代入用n=n应用线性FIR特性:h

20、(n)=h(N-1-n)(b) 线性相位FIR的结构流图Z-1Z-1Z-1Z-1Z-1Z-1x(n)y(n)x(n-N/2+1)h(0) h(1)h(2)h(3)h(N/2-1).h(N-1)其中h(0)=h(N-1),h(1)=h(N-2).Z-1Z-1Z-1Z-1120)1)()NnnNnzznhzH(11111(4)h(n)为奇奇、偶偶对称,N=奇数奇数时(a)FIR的线性相位的特性当N=奇数时,1011121)20)( )1( )()2NnnNNnNnnH zh n zNh nzzhZ ((b) 线性相位FIR的结构流图Z-1Z-1Z-1Z-1Z-1Z-1x(n)y(n)h(0) h(

21、1)h(2)h(3).其中h(0)=h(N-1),h(1)=h(N-2),h(N-3)/2)=h(N-1)/21()2Nh1(1)2Nh共有(N-1)/2+1项Z-1Z-1Z-1Z-1Z-111111230)1)21()()21()NnnNnNzznhzNhzH(5、频率抽样型结构(1)频率抽样型结构的导入 若FIR DF 的冲激响应为有限长(N点)序列h(n),则有:h(n)H(z)H(k)H(ejw)(kHDFT取主值序列N等分抽样单位圆上频响Z变换内插所以,对h(n)可以利用DFT得到H(k),再利用内插公式:1011)(1)1 ()(NkkNNzWkHNzzH来表示系统函数。 (2)频

22、率抽样型滤波器结构1011)(1)1 ()(NkkNNzWkHNzzH由:得到FIR滤波器提供另一种结构:频率抽样型结构。它是由两部分级联而成。10)(1)()(NkkczHNzHzH其中:级联中的第一部分为梳状滤波器:第二部分由N个谐振器组成的谐振柜。)1 ()(NczzH11)()(zWkHzHkNk(3)梳状滤波器(a)零、极点特性 它是一个由N节延时单元所组成的梳状滤波器。它在单位园上有N个等分的零点、无极点。)1 ()(NczzH由看出:NwNkezkNWererrezzkNjkkjwNNjwjwN2:10210)(1, 10102而等间隔角度之间为零点。即代入单位园令:N2(b)幅

23、频特性及流图2sin2)cos1 (2sin)cos1 ()(sincos11)(22NwNwNwNweHNwjNweeHjwcjNwjwc频率响应为:w|H(ejw)|N20.幅频曲线:1x(n)y(n)-Z-N梳状滤波器信号流图:(4)谐振器 谐振器:是一个阶网络。11)()(zWkHzHkNkZ-1H(k)Hk(z)谐振器的零极点:此为一阶网络,有一极点:2(1)2( )jkkjwNNkzwererwkHzN 单位圆一阶网络频率在处响应为无穷大,此时kNW(5)谐振柜 谐振柜:它是由N个谐振器并联而成的。101101)()(NkkNNkkzWkHzH这个谐振柜的极点正好与梳状滤波器的一个

24、零点(i=k)相抵消,从而使这个频率(w=2k/N)上的频率响应等于H(k).)()()()()()(22kHezkHezzHzHNkjkNkjkkc将两部分级联起来,得到频率抽样结构。(6)频率抽样型结构流图Z-1H(0)Z-1H(1)Z-1H(2)Z-1H(N-1)N1-Z-Nx(n)y(n)kNWkNWkNWkNW.(7)频率抽样型结构特点(1)它的系数H(k)直接就是滤波器在 处的频率响应。因此,控制滤波器的频率响应是很直接的。(2)结构有两个主要缺点:(a)所有的相乘系数及H(k)都是复数,应将它们先化成二阶的实数,这样乘起来较复杂,增加乘法次数,存储量。(b)所有谐振器的极点都是在

25、单位圆上,由 决定考虑到系数量化的影响,当系数量化时,极点会移动,有些极点就不能被梳状滤波器的零点所抵消。(零点由延时单元决定,不受量化的影响)系统就不稳定了。kNwk2kNw数字滤波器的格型结构一、全零点(FIR)格型滤波器 一个M阶的FIR滤波器的系统函数H(z)可写成如下形式:对应的格型结构如图:并假设首项系数个系数,滤波器的第阶表示其中)(. 11)()(0)(1)(0zHbiFIRMbzbzbzBzHiMMiiiMMiii全零点格型滤波器网络结构)( nx)( ny0e1e2e1Me0r1r2r1Mr1z1z1z1z1k1k2k1Mk2k1MkMkMk2.导出格型结构的参量 从上看出

26、,要分析这一格型结构,先讨论如何由横向结构的参量导出格型结构的参量。或由格型结构的参量如何导出横向结构的参量。)(iMbMiiiMMiiizbzbzBzH1)(01)()( 在FIR横向横向结构中有M个 ,共需M次乘法,M次延迟; 在FIR的格型格型结构中也有M个参数ki(i=1,2,M), ki称为反射系数,共需2M次乘法,M次延迟。此格型结构的信号只有正馈通路,没有反馈通路,所以是一个典型的FIR系统。3、格型网络单元 由上结构可看出:它们是由M个格型网络单元级联而成。每个网络单元有两个输入端和两个输出端,输入信号x(n)同时送到第一级网络单元的两个输入端,而在输出端仅取最后一级网络单元上

27、面的一个输出端作为整个格型滤波器的输出信号y(n).1mf1zmkmk1mgmfmg4、推导出格型结构网络系数ki的递推公式 如上图所示的基本格型单元的输入,输出关系如下式:)()(2) 1()()(1) 1()()(1111ngknfngkngnfnfmmmmmmmm且)()()()()(00nfnynxngnfM 式中:fm(n)、gm(n)分别为第m个基本单元的上、下端的输出序列; fm-1(n)、 gm-1(n)分别为该单元的上、下端的输入序列;)()()()()()(111111zGzzFkzGzGzkzFzFmmmmmmmm 设Bm(z)、Jm(z)分别表示由输入端x(n)至第m个

28、基本单元的上、下端的输出端 fm(n)、 gm(n)对应的系统函数,即:MmzGzGzJMmzbzFzFzBmmmiiimmm, 2 , 1),(/ )()(, 2 , 1,1)(/ )()(01)(0)()(zBzBMmm时,当对(1)、(2)式两边进行z变换得: 对上式分别除以F0(z)和G0(z)再代入Bm(z)、 Jm(z)式,得:21111111)()(1)()()()(1)()(mmmmmmmmmmmmmkzJzBzkzkzJzBzJzBzzkkzJzB 以上两式给出了格型结构中由低阶到高阶(或由高阶到低阶)系统函数的递推关系。反过来211111111111101011110110

29、1001)()()()()()(:)()(., 3 , 2)()()()()(1)()()(, 1)()mmmmmmmmmmmmmmkzBzkzBzBzBzkzBzBzBzzJMmzBzzJzkzJzzBkzJzkzJzkzBzBzJzB将上式代入矩阵,得可推出令( 由于上式中同时包含B(z)和J(z)。实际中只给出Bm(z),所以应找出Bm(z)和 Bm-1(z)之间的递推关系。5、导出km与滤波器系数bm之间的递推关系., 2 , 1);1(, 2 , 11)()()(1)(2)()()(1)()(1)(1)()(1111)(MmmikbkbbbkbkbbkbzBzkzBzBzbzBmim

30、mmimimmmmimmmimimmmmmmmmmmiiimm式中,或写成:如下两组递推关系:利用待定系数法可得到代入根据6、实际中具体递推步骤 实际工作中,一般先给出H(z)=B(z)=BM(z),要画出H(z)的格型结构,需求出k1,k2,kM。的格型结构。从而可画出,递推出由利用:)(, 1 , 2, 1,11)()()()(2)()()(121zHMMmkbkbkbbkzBzkzBzBmmmmimmmimimmmmmmm。,和,、),可求出)重复步骤(则得求得或由求得)根据()首先得到:(具体递推步骤如下:)()()(23()(1)()()(, 1, 2 , 112112111)1(1

31、1121)(12)()()(1)(zBzBzBkkkbkzBkzBzkzBzBMibkbkbbbkMMMMMMMMMMMMMMiMMiMMMiMiMMMM7、例子画出格型结构图。求其格型结构系数,并给定:滤波器由如下差分方程)3(31) 1(85) 1(2413)()(nxnxnxnxnyFIR311318524133185241311)()()3(33)3(3)2(3)1(332131)(3bkbbbzzzzbzBzHziii)(,即:变换行解:对差分方程两边进41411212118398245241312)1(1122)1(22)1(2)1(1)2(2223)1(33)2(3)2(22)2

32、(33)1(3)1(2bkkbkbbbkkbkbbkbkbbm)()( nx)( ny1z1z1z41H(z)格型结构流图如图所示:4121213131二、全极点(IIR)格型滤波器 IIR滤波器的格型结构受限于全极点系统函数,可以根据FIR格型结构开发。设一个全极点系统函数由下式给定:)(111)(1)(zAzazHMiiiM置。)将输入与输出交换位(其它支路增益乘以节点的)将指向这条新通路各()。为原常数值的倒数(此处路增益变成并将该通路的常数值支时通路全部反向,)将输入至输出的无延(系统求逆步骤如下:的格型结构。得到逆准则,所以我们可按照系统求的逆系统。系统是可知:3. 1211)(1)

33、()()()(1)(zAzHzAzBFIRzAzHMMMM1、全极点格型网络单元 全极点IIR系统格型结构的基本单元为:1mf1zmkmk1mgmfmg)()(2) 1()()(1) 1()()(1111ngnfkngngknfnfmmmmmmmm1mf1zmkmk1mgmfmg全零点FIR格型结构 基本单元全极点IIR格型结构 基本单元)( nx)( ny0f1f2f1Mf0g1g2g1Mg1z1z1z1z1k1k2k1Mk2k1MkMkMkMfMg全极点(IIR)滤波器格型结构:例子,并画出格型结构图。求其格型结构网络系数滤波器系统函数为:设全极点3213185241311)(zzzzHI

34、IR41,213131852413, 31318524131)()(12)3(33)3(3)2(3)1(331)(3321kkbkbbbMzbzzzzAzBiiiMM,由此得到:,即:解:)(nx)(ny1z1z1z414121213131IIR格型结构:最后说明:一般的IIR滤波器既包含零点,又包含极点,它可用全极点格型作为基本构造模块,用所谓的格型梯形结构实现。三、零、极点系统(IIR系统)的格型结构 一个在有限z平面(0|z|)既有极点又有零点的IIR系统的系统函数H(z)可表示为NkkNkNiiNizazbzAzBzH1)(0)(1)()()(系统的格型结构流图)( nx)( ny0f

35、1f2f1Nf0g1g2g1Ng1z1z1z1z1k1k2k1Nk2k1NkNkNkNfNgNc1Nc2c1c0c 看出: (1)若k1=k2=kN=0,即所有乘k(或-k)处的联线全断开,则上图将变成一个N阶的FIR系统的横向结构; (2)若c1=c2=cN=0,即含c1CN的联线都断开,C0=1那么上图将变成全极点IIR格型滤波器结构 (3)因此,图上半部分对应于全极点系统;下半部分对应于全零点系统B(z),且下半部分无任何反馈,故参数k1,k2,kN,仍可按全极点系统的方法求出,但上半部分对下半部分有影响,所以这里的Ci和全零点系统的bi不会相同。 任务:想办法求出各个任务:想办法求出各

36、个ci,i=0,1,,N。推导由上式,设)()()(0zGzGzAmm是由g0(n)至gm(n)之间的系统函数)()()()()()(0zXzAzGzXzGzHmmm是由x(n)至gm(n)之间的系统函数又因为)(1)()()()(00zAzXzGzXzF则)()()(zAzAzHmm整个系统的系统函数)()()()()()()()(0100zAzBzAzAzczAzAczHczHNmmmmNmmmNmmm应是 分别用 加权后的相加(并联))()()(zAzBzH)()()(10zHzHzHN,NCCC,10求解参数c1,c2,cN的方法第一种方法:以N=2为例,则有)()()()(22221

37、1111002)2(21)1(2)0(2zAzczAzczAczbzbbzB2)2(2)1(222)1(111101)(1)(1)(zazazAzazAzA其中令等式两边的同次幂的系数相等,可得2)2(2)1(221)1(2)2(22)1(110)0(2cbaccbacaccbNkacbcNkmkmmmKNk, 1 , 01)()由上式,可求得c2,c1,c0。一般情况下(任意N时,有)第二种方法:Nmbcmmm, 1 , 0()则有NmmmmNzAzczBzB01)()()(1011)()(NmmmmNzAzczB)()()(11zAzczBzBNNNNN又定义)()()(11zAzczBz

38、Bmmmmm对一般项m来说,可有由此得出:起始条件为:)NNNbc(已给定例子 已知,并画出格型结构图。求其格型结构网络系数321321448. 0431959. 18313708. 117 . 02 . 05 . 01)(zzzzzzzH解:(1)极点部分由全极点模型:321448. 0431959. 18313708. 111)(zzzzH按求全极点模型的方法求出,实际上是用求全零点型的方法求得。即:321448. 0431959. 18313708. 11)(zzzzH448. 04319595. 18313708. 1)3(3)2(3)1(3bbb,即:448. 01)3(33 bk)

39、(8433879. 08433879. 0414691. 03497454. 017650549. 07650549. 0799296. 06115053. 014886262. 11898529. 1799296. 0112)1(1122)1(22)1(2)1(1)2(2223)1(33)2(3)2(223)2(33)1(3)1(2bkkbkbbbkkbkbbkbkbb)(448. 03)()(kabMiMi即可换成全极点型用利用式子NkacbcNkmkmmmkNk, 1 , 01)()可求得:7 . 03(33)bc8433879. 07650549. 012kk,由H(z)可知:448.

40、 0,4319595. 1,8313708. 1)3(3)2(3) 1 (3aaa7 . 0, 2 . 0, 5 . 0)3(3)2(3) 1 (3bbb8433879. 0,7650549. 0,4886262. 1) 1 (1)2(2) 1 (2aaa)()(MiMiba由其格型流图结构为:7733219. 07037122. 04819596. 1)3(33)2(22)1(110(30)2(33)1(221(31)1(332(32acacacbcacacbcacbc))( nx)( ny0g1z1z8433879. 07650549. 0448. 0448. 07 . 03c4819596. 12c7037122.01c7733219. 00c7650549. 08433879. 01z

展开阅读全文
相关资源
猜你喜欢
相关搜索
资源标签

当前位置:首页 > 办公、行业 > 各类PPT课件(模板)
版权提示 | 免责声明

1,本文(数字信号处理课件.ppt)为本站会员(三亚风情)主动上传,163文库仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容本身不做任何修改或编辑。
2,用户下载本文档,所消耗的文币(积分)将全额增加到上传者的账号。
3, 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(发送邮件至3464097650@qq.com或直接QQ联系客服),我们立即给予删除!


侵权处理QQ:3464097650--上传资料QQ:3464097650

【声明】本站为“文档C2C交易模式”,即用户上传的文档直接卖给(下载)用户,本站只是网络空间服务平台,本站所有原创文档下载所得归上传人所有,如您发现上传作品侵犯了您的版权,请立刻联系我们并提供证据,我们将在3个工作日内予以改正。


163文库-Www.163Wenku.Com |网站地图|