1、“.....但两者不是最优化的设计。通常线性相位滤波在不同的频带内逼近的最大容许误差要求不同。等波纹切比雪夫逼近准则就是通过通带和阻带使用不同的加权函数,实现在不同频段通常指的是通带和阻带的加权误差最大值相同,从而实现其最大误差在满足性能指标的条件下达到最小值,即使得和之间的最大绝对误差最小。等波纹切比雪夫逼近是采用加权逼近误差,它可以表示为其中,为逼近误差加权函数在误差要求高的频段上,可以取较大的加权值,否则,应当取较小的加权值。尽管按照数字滤波器单位取样响应的对称性和的奇偶性,数字滤波器可以分为种类型,但滤波器的频率响应可以写成统的形式其中,∈为幅度函数,且是个纯实数,表达式也可以写成统的形式其中,为的固定函数,为个余弦函数的线性组合。仿真函数利用数字信号处理工具箱中的和函数可以实现的最优化设计。在此先介绍这两个函数,功能利用函数可以通过估算得到滤波器的近似阶数,归化频率带边界,频带内幅值及各个频带内的加权系数。输入参数为频带边缘频率,为各个频带所期望的幅度值......”。
2、“.....功能利用函数可以得到最优化设计的的系数,输入参数是滤波器的阶数,参数含义说明同。是所设计的滤波器类型,它除了可以设计普通的滤波器外,它还可以设计数字希尔钞特变换器以及数字微分器。实际设计中,由于函数可跑高估或低估滤波器的阶数,因此在得到滤波器的系数后,必须检查其阻带最小衰减是否满足设计要求。如果此时的技术指标不能满足设计要求,则必须提高滤波器的阶数到,等。故等波纹切比雪夫逼近法设计数字滤波器的步骤是给出所需的频率响应,加权函数和滤波器的单位取样响应的长度。由中给定的参数来形成所需的和的表达式。根据算法,求解逼近问题。④利用傅立叶逆变换计算出单位取样响应。结果分析窗函数法仿真结果采用特殊的窗函数如窗,可以减小效应,但同时也会使滤波器的过度带变宽。波动幅度取决于窗函数幅度频谱旁瓣的相对幅度,而波纹的多少取决于窗函数旁瓣的多少,如图所示。以上两点是就是窗函数直接截断引起的截断效应在频域的反映,截断效应直接影响滤波器的性能,因为通带内的波动会影响滤波器痛带中的平稳性,阻带内的波动则影响阻带最小衰减,因此......”。
3、“.....图窗函数设计的低通滤波器频率响应频率采样法图为在间断点处增加个过渡点后的情况。从图中可以看出滤波器的带外衰减指标有了明显的改善,但这同时增加了滤波器的过渡带宽。所以,在带外衰减和过渡带宽这两个指标之间需要有个折衷。因频率取样点都局限在的整数倍点上,所以在指定通带和阻带截止频率时,这种方法受到限制,比较死板。充分加大,可以接近任何给定的频率,但计算量和复杂性增加。频率采样法偏离设计指标明显,阻带衰减最小,只有适当选取过渡带样点值,才会取得较好的衰耗特性。图的单位取样响应图的低通衰减幅频特性最优化设计在设计中,如果该滤波器的特性不满足要求,那么,原有参数必须作适当调整。这在程序中很容易实现,只需对参数进行重新设定,就可以得到新条件下滤波器的特性。采用最优化设计方法时大大减小了滤波器的阶数,从而减小了滤波器的体积,并最终降低了滤波器的成本。这样使得设计出来的滤波器更为简单经济。因而在实际的滤波器设计中,这种最优化方法是完全可行的。在实际应用中,如果需要对信号源进行特定的滤波,并要检验滤波效果......”。
4、“.....在环境下,可先用软件模拟产生信号源,再设计滤波器对其进行滤波。图滤波器输出的幅频及相频响应特性同样是设计个低通数字滤波器,综合分析可以看出窗函数法在阶数较低时,阻带特性不满足设计要求,只有当滤波器阶数较高时,使用海明窗和凯塞窗基本可以达到阻带衰耗要求频率采样法偏离设计指标最明显,阻带衰减最小,而且设计比采用窗函数法复杂。只有适当选取过渡带样点值,才会取得较好的衰耗特性利用等波纹切比雪夫逼近法则的设计可以获得最佳的频率特性和衰耗特性,具有通带和阻带平坦,过渡带窄等优点。综上所述,滤波器很容易实现具有严格线性相位的系统,使信号经过处理后不产生相位失真,舍入误差小,而且稳定,因此越来越受到广泛的重视。软件的诞生,使数字信号处理系统的分析与设计得简单,它已经成为电子工程师必备的个工具软件。结论本文通过个设计实例,介绍了利用实现滤波器设计与滤波的三种方法,从仿真结果可以看出它们均可以达到技术指标要求,而且方法简单快捷,大大减轻了工作量。滤波器的设计工作完成后,可以借助于的操作导出所设计滤波器的系统函数。由于具有强大的接口功能......”。
5、“.....在实际应用中,只需按要求修改滤波器参数,并对程序作较少的改动,即可实现不同截止频率的滤波器,实用性较强参考资料董长虹等信号处理与应用北京国防工业出版社,美海因斯著,张建华等译数字信号处理北京科学出版社,张葛祥,李娜仿真技术与应用北京清华大学出版社,楼顺天,李博菡基于的系统分析与设计西安西安电子科技大学出版社,马昌风最优化设计法及设计北京科学出版社,张磊实用教程北京人民邮电出版社,陈龙等数字信号处理的实现北京科学出版社,甘本祓,吴万,,,,,春现代微波滤波器的结构与设计北京科学出版社,美恒里拉姆著,模拟和数字滤波器设计与实现北京人民邮电出版社,附录附录窗函数实现程序,频率采样法实现程序给出滤波器的参数计算理想低通滤波器的截止频率在两边过渡带取值为的采样点计算单位冲激响应画出的单位取样响应,画出的低通衰减幅频特性最优化设计程序实现采样频率通带波纹阻带波纹截止频率期望的幅度调用最优设计法中函数附录外文翻译,,,,,,这里全部都是实数运算。但我们也可以发现,按照上述合并法......”。
6、“.....与为偶数时极点位于的阶网络合并不了。总结以上所述,可得改进后的总结构如图所示。图频率取样型总图当为偶数时图二阶谐振器其中,是阶网络,其余网络都是二阶的。当为奇数时只有个是阶网络。般来说,频率取样结构比较复杂,所需存储器及乘法器也比较多。但频率取样法也有其优点。由图可见,每个二阶节均要乘以与频率取样值成比例的数值,如这些值中些是零比如窄带低通或带通滤波器的情况,则对应的二阶节就可省去,从而使结构大为简化。另外,它的每个部分都具有很高的规范性,二阶节很多时,设计也并不复杂。滤波器滤波器的基本概念滤波器有限长单位冲激响应滤波器,是数字信号处理系统中最基本的元件,它可以在保证任意幅频特性的同时具有严格的线性相频特性,同时其单位抽样响应是有限长的,因而滤波器是稳定的系统。因此......”。
7、“.....滤波器设计是根据给定滤波器的频率特性,求得满足该特性的传输函数。滤波器的特点有限长单位冲激响应滤波器有以下特点系统的单位冲激响应在有限个值处不为零系统函数在处收敛,极点全部在处因果系统结构上主要是非递归结构,没有输出到输入的反馈,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。设滤波器的单位冲激响应为个点序列,,则滤波器的系统函数为就是说,它有阶极点在处,有个零点位于有限平面的任何位置。优点很容易获得严格的线性相位,避免被处理的信号产生相位失真,这特点在宽频带信号处理阵列信号处理数据传输等系统中非常重要可得到多带幅频特性极点全部在原点永远稳定,无稳定性问题任何个非因果的有限长序列,总可以通过定的延时,转变为因果序列,所以因果性总是满足无反馈运算,运算误差小。缺点因为无极点,要获得好的过渡带特性,需以较高的阶数为代价无法利用模拟滤波器的设计结果,般无解析设计公式,要借助计算机辅助设计程序完成。滤波器的种类数字集成电路滤波器种是使用单片通用数字滤波器集成电路,这种电路使用简单......”。
8、“.....不易完全满足实际需要。虽然可采用多片扩展来满足要求,但会增加体积和功耗,因而在实际应用中受到限制。设计数字滤波器的任务就是寻求个因果稳定的线性时不变系统,使其系统函数具有指定的频率特性。芯片滤波器另种是使用芯片。芯片有专用的数字信号处理函数可调用,实现滤波器相对简单,但是由于程序顺序执行,速度受到限制。而且,就是同公司的不同系统的芯片,其编程指令也会有所不同,开发周期较长。可编程滤波器还有种是使用可编程逻辑器件,。有着规整的内部逻辑块整列和丰富的连线资源,特别适合用于细粒度和高并行度结构的滤波器的实现,相对于串行运算主导的通用芯片来说,并行性和可扩展性都更好。数字滤波器设计滤波器设计的任务是选择有限长度的,使传输函数满足定的幅度特性和线性相位要求。由于滤波器很容易实现严格的线性相位,所以数字滤波器设计的核心思想是求出有限的脉冲响应来逼近给定的频率响应。设计过程般包括以下三个基本问题根据实际要求确定数字滤波器性能指标用个因果稳定的系统函数去逼近这个理想性能指标用个有限精度的运算去实现这个传输函数......”。
9、“.....通常也称之为傅立叶级数法。数字滤波器的设计首先给出要求的理想滤波器的频率响应,设计个数字滤波器频率响应,去逼近理想的滤波响应。然而,窗函数法设计数字滤波器是在时域进行的,因而必须由理想的频率响应推导出对应的单位取样响应,再设计个数字滤波器的单位取样响应去逼近,设计过程如图。图窗函数法设计过程加窗的作用是通过把理想滤波器的无限长脉冲响应乘以窗函数来产生个被截断的脉冲响应,即并且对频率响应进行平滑。工具箱提供的窗函数有矩形窗三角窗布拉克曼窗汉宁窗海明窗凯塞窗切比雪夫窗。矩形窗矩形窗的窗函数为其他其频谱的幅度函数为海宁窗与汉明窗窗函数其他式中,当时为海宁窗,当时为汉明窗。海宁窗频谱的幅度函数为效应,并且任意增加窗函数的长度即滤波器的抽头数效应也不能得到改善。为了克服这种现象,窗函数应该使设计的滤波器频率特性的主瓣宽度应尽量窄......”。
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