第六章 无限脉冲响应数字滤波器的设计
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数字滤波器的设计方法数字滤波器是一种用于信号处理的重要工具,可以用于信号去噪、频率选择和信号恢复等应用。
本文将介绍数字滤波器的设计方法,包括滤波器的类型、设计步骤和常用的设计工具。
我们需要了解数字滤波器的类型。
数字滤波器可以分为无限脉冲响应(IIR)滤波器和有限脉冲响应(FIR)滤波器两种。
IIR滤波器的特点是具有无穷长的冲激响应,而FIR滤波器的冲激响应是有限长的。
接下来,我们来看一下数字滤波器的设计步骤。
首先,我们需要确定滤波器的设计要求,包括滤波器的通带和阻带的频率范围,以及在通带和阻带中的衰减要求。
然后,根据这些设计要求选择合适的滤波器类型,比如IIR滤波器或FIR滤波器。
接下来,我们需要进行滤波器的设计和优化,以满足给定的要求。
最后,我们需要对设计的滤波器进行验证和性能评估。
在数字滤波器的设计过程中,我们可以借助一些常用的设计工具来辅助完成。
其中一种常用的工具是Matlab软件,它提供了丰富的信号处理工具箱,可以方便地进行滤波器的设计、分析和仿真。
另外,还有一些开源的信号处理库,如SciPy和Octave,也可以用于数字滤波器的设计。
除了工具之外,还有一些常用的设计方法可以帮助我们实现数字滤波器的设计。
其中一种方法是基于频率响应的设计方法,即通过设定滤波器在不同频率上的增益来满足设计要求。
这种方法可以通过频域分析和优化来实现。
另一种方法是基于时域响应的设计方法,即通过设定滤波器的冲激响应来满足设计要求。
这种方法可以通过时域分析和优化来实现。
在设计数字滤波器时,还需要考虑滤波器的稳定性和实现的复杂度。
稳定性是指滤波器的输出是否有界,即是否会出现无限增长的情况。
实现的复杂度包括滤波器的计算量和存储量等方面的考虑。
通常情况下,FIR滤波器比IIR滤波器更容易设计和实现,但是在一些特定的应用中,IIR滤波器可能更加适用。
总结起来,数字滤波器的设计是一个复杂而关键的过程,需要根据设计要求选择合适的滤波器类型,进行设计和优化,并进行验证和性能评估。
第一章 时域离散信号与离散系统1-1 给定信号:⎪⎩⎪⎨⎧≤≤-≤≤-+=其它,040,614,52)(n n n n x(1) 画出x(n)序列的波形,标上各序列值;(2) 试用延迟的单位脉冲序列及其加权和表示x(n)序列; (3) 令x 1(n)=2x(n-2),试画出x 1(n)波形; (4) 令x 2(n)=2x(n+2),试画出x 2(n)波形; (5) 令x 3(n)=x(2-n),试画出x 3(n)波形。
1-2 有序列如下图所示请计算x e (n)=[x(n)+x(-n)]/2,并画出波形。
1-3 试判断 (1)∑-∞==nm m x n y )()((2)y(n)=[x(n)]2 (3))792sin()()(ππ+=n n x n y是否线性系统,并判断(2)、(3)是否移不变系统。
1-4设线性时不变系统的单位脉冲响应h(n)和输入序列x(n)如图所示,要求画出y(n)的波形。
1-5 已知线性移不变系统的输入为x(n)=δ(n)-δ(n-2),系统的单位抽样响应为h(n)=0.5n R3(n),试求系统的输出y(n)1-6 设有一系统,其输入输出关系由以下差分方程确定:y(n)-0.5y(n-1)=x(n)+0.5x(n-1)设系统是因果性的。
(1)利用递推法求系统的单位抽样响应;(2)由(1)的结果,利用卷积和求输入x(n)=e jwn u(n)的响应。
第二章时域离散信号与系统的频域分析2-1 试求如下序列的傅立叶变换:(1)x1(n)=R5(n)(2)x2(n)=u(n+3)-u(n-4)2-2 设⎩⎨⎧==其它,01,0,1)(n n x ,将x(n)以4为周期进行周期延拓,形成周期序列~)(n x ,画出x(n)和~)(n x 的波形,求出~)(n x 的离散傅立叶级数~)(k X 和傅立叶变换。
2-3 设如图所示的序列x(n)的FT 用X(e jw )表示,不直接求出X(e jw ),确定并画出傅立叶变换实部Re[X(e jw )]的时间序列x e (n)2-4 求序列-2-n u(-n-1)的Z 变换及收敛域:2-5 已知)(2||5.02523)(211n x z zzz z X 对应的原序列,求收敛<<+--=---2-6 分别用长除法、部分分式法求以下X(z)的反变换:21||,411311)(21>--=--z zz z X2-7 用Z 变换法解下列差分方程:y(n)-0.9y(n-1)=0.05u(n),y(-1)=1,y(n)=0,n<-12-8 研究一个输入为x(n)和输出为y(n)的时域线性离散移不变系统,已知它满足)()1()(310)1(n x n y n y n y =++--,并已知系统是稳定的,试求其单位抽样响应。