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滤波器导出系数,最后完成一个完整低通滤波器的设计。
四)课程设计的意义21世纪是数字化的时代,随着越来越多的电子产品将数字信号处理PSP作
为技术核心,DSP已经成为推动数字化进程的动力。DSP的数字处理能力可以解决许多问题,例如电机控制,图像处理等等。我们的课程设计是研究滤波器,一方面要了解滤波器的原理和不同的实现方式,另一方面学习滤波器如何通过编写程序实现。最终目的是可以在实际环境之中运用滤波器对于采集的信号进行处理完成滤波要求。
二FIR滤波器基本理论
(一)FIR滤波器的特点第一了解数字滤波器的功能,就是把输入序列通过一定的运算变换成输出序
列。它的实现方法有很多,其中比较常用到的是无限长脉冲响应滤波器IIR和有限长脉冲响应滤波器FIR两种。
在计算量相等的情况下,IIR数字滤波器比FIR滤波器的幅频特性优越,频率选择性也好。但是,它有着致命的缺点,其相位特性不好控制。它的相位特性是使频率产生严重的非线性的原因。但是在图像处理、数据传输等波形传递系统中都越来越多的要求信道具有线性的相位特性。在这方面FIR滤波器具有它独特的优点,设FIR滤波器单位脉冲响应h
长度为N,其系统函数Hz是HN1次多项式,它在z平面上有N1个零点,原点z0是N1阶重极点。因此,Hz永远稳定,它可以在幅度特性随意设计的同时,保证精确、严格的线性相位。
(二)FIR滤波器的基本结构数字滤波就是将输入的信号序列,按规定的算法进行处理,从而得到所期望
的输出序列,Hz是1z的N1次多项式,它在z平面内有N1个零点,同时在原点处有N1个重极点。N阶滤波器通常采用N个延迟单元、N个加法器与N1个乘法器。另外,若对h
提出一些约束条件,那么可以很容易地使Hz具有线性相位,这在信号处理的很多领域是非常重要的。FIR滤波器的设计任务,是
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f要决定一个转移函数Hz,使它的频率响应满足给定的要求。这里所说的要求,
除了通带频率p
ps外,很重要
的一条是保证Hz具有线性相位。
(三)Chebyshev逼近法窗函数法和频率采样法设计出的滤波器的频率特性都是在不同意义上对所
给理想频率特性的逼近。由数值逼近理论可知,对某个函数fx的逼近一般有以下三种方法:插值法I
terpolati
gWay最小平方逼近法LeastSquareApproachi
gWay一致逼近法Co
siste
tApproachi
gWay切比雪夫最佳一致逼近的基本思想是,对于给定区间a,b上的连续函数xf,在所有
次多项式的集合
中,寻找一个多项式px,使它在a,b上对xf的偏差和其r
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