第五章 时域离散系统的基本网络结构ppt课件.ppt
1,主要内容,引言网络结构的信号流图表示IIR基本网络结构FIR基本网络结构,2,一、引子,3,二、引言,什么是网络结构？就是系统实现方法的构造形式（即系统函数的表达形式）网络结构表示具体的算法，即运算结构。,4,二、引言 (cont),为什么要研究网络结构？,5,6,7,8,9,二、引言 (cont),结论：网络结构表示一定的运算结构，而不同结构的运算复杂程度、运算速度、运算误差是不同的，因此研究实现信号处理的网络结构是很重要的。,10,三、信号流图,11,12,五、网络结构分类,13,五、网络结构分类(cont),14,六、IIR网络结构,IIR网络结构特点信号流图中含有反馈之路单位脉冲响应是无限长,15,IIR网络结构,16,直接型IIR,17,18,直接型的优缺点,优点：可直接由传函或差分方程直接画出网结构流图，简单直观。缺点：调整零、极点困难；极点对系数的变化过于敏感；容易产生较大误差。,19,级联型IIR,20,21,级联型优缺点,优点：便于准确实现零、极点，易于调整；缺点：存在计算误差累积；各种实现方案所带来的误差不同，存在最优化问题；,22,并联型IIR,23,24,并联型优缺点,优点：运算速度最快；调整极点方便；不存在误差累积问题；缺点：调整零点困难。,25,习题,26,27,28,四、习题开讲,29,七、函数变形,用MATLAB作系统函数的变形tf2sos 直接型 级联型(类似tf2zp)sos2tf 级联型直接型(类似zp2tf)residuez 直接型部分分式（留数）形式,tf2zp,zp2tf residuez,分解到Z的-1次幂（从数学角度）,tf2sos,sos2tf,分解到z的-2次幂（从网络结构考虑）,30,例5.3.2的求解程序如下：B=8，4，11，2；A=1，1.25，0.75，0.125；S，G=tf2sos(B, A)运行结果：S = 1.0000 0.1900 0 1.0000 0.2500 0 1.0000 0.3100 1.3161 1.0000 1.0000 0.5000G = 8,31,七、函数变形 (cont),MATLAB 变传函形式为部分分式,32,【例5.3.3】 画出例题5.3.2中的H(z)的并联型结构。Matlab实现：b=8 -4 11 -2;a=1 -1.25 0.75 -0.125r,p,k=residuez(b,a);,与以下等价,(没有函数可以分解成此形式),33,习题练习,34,(4) h(n)=h1(n)*h2(n)+h3(n)*h4(n)+h5(n) =h1(n)*h2(n)+h1(n)*h3(n)*h4(n)+h5(n) H(z)=H1(z)H2(z)+H1(z)H3(z)H4(z)+H5(z),35,6 题6图中画出了10种不同的流图， 试分别写出它们的系统函数及差分方程。,图（f）,图（j）,36,八、FIR网络结构,FIR结构特点没有反馈之路单位脉冲响应是有限长,37,八、FIR网络结构,38,2 级联型级联型网络结构就是由一阶或二阶因子构成的级联结构。【例5.4.1】 设FIR网络系统函数H(z)如下式：画出H(z)的直接型结构和级联型结构。解 将H(z)进行因式分解，得到：其级联型结构和直接型结构如图5.4.2所示。,39,图5.4.2 例5.4.1图,40,八、FIR网络结构(Cont),频率采样结构是根据FIR系统函数的z域内插表达式得到的一种网络结构。,41,表示FIR系统， 是一个N节延时单元的梳状滤波器,零点：在单位圆上有N个等间隔的一阶零点：,极点：有一个N阶极点：,42,八、FIR网络结构(Cont),43,该子滤波器为一阶IIR网络。,零点：一个一阶零点：z=0极点：一个一阶极点：,使该频率 处的频率响应等于H(k),44,八、FIR网络结构(Cont),45,克服缺点1，将单位圆的零极点都收缩到单位圆内,46,克服缺点2，根据DFT的共轭对称性，将互为共轭的H(k)和H(N-k)合并，复系数化为实系数,47,当N为偶数,N为奇数时,48,11 已知FIR滤波器的16个频率采样值为： H(0)=12， H(3)H(13)=0 H(1)=3j， H(14)=1 j H(2)=1+j， H(15)=3+j 试画出其频率采样结构， 选择r=1， 可以用复数乘法器。解：,N=16,画出其结构图如题11解图所示。,49,题11解图,50,12. 已知FIR滤波器系统函数在单位圆上16个等间隔采样点为: H(0)=12， H(3)H(13)=0 H(1)=3j， H(14)=1j H(2)=1+j， H(15)=3+j 试画出它的频率采样结构, 取修正半径r =0.9, 要求用实数乘法器。解：,51,52,十、作业,P144: 245(c)(d)6(f)(g)(j),
