第十三讲-数字信号处理模拟滤波器设计课件.ppt

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1、第1章 离散时间信号、系统和Z变换第2章 DFT及其快速算法第3章 数字滤波器设计第4章 离散随机信号的处理,第三章 数字滤波器设计,3-1 模拟滤波器设计 3-2 通过模拟滤波器设计IIR数字滤波器 3-3 FIR低通数字滤波器设计方法 3-4 数字滤波器计算机辅助设计 3-5 IIR与FIR数字滤波器比较,典型理想滤波器类型和幅频响应,语音处理语音音调转换原始语音带通滤波器,滤波后语音：,%The chirp signal load chirp;wavplay(y,Fs,sync);wavwrite(y,Fs,original_wave.wav);%fftfy=dct(y);ly=leng

2、th(y);%-bandpass filter-%elliptic filter designbp,ap=ellip(6,0.1,80,3800 4200/(ly/2);%filtering the signalbandpass=filter(bp,ap,y);%play the signal processed by bandpass filterwavplay(bandpass,Fs);wavwrite(bandpass,Fs,bandpassed_wave.wav);,语音处理语音音调转换原始语音带阻滤波器,滤波后语音：,bs,as=ellip(6,3,50,300 400/(1024/

3、2),stop);%filtering the signalbandstop=filter(bs,as,y);%play the signal processed by bandstop filterwavplay(bandstop,Fs);wavwrite(bandstop,Fs,bandstoped_wave.wav);,Original=imread(redbud.jpg);%image enhancement by intensity adjustmentChanged=imadjust(Original,0.3 0.7,);%highpass filterh=fspecial(log

4、);%filtering changed imageFiltered=imfilter(Changed,h);%plot the resultfigure;subplot(2,2,1),imshow(Original);title(Original Image);subplot(2,2,2),imshow(Changed);title(Enhanced Image);subplot(2,2,3),imshow(Filtered);title(Filtered Image);subplot(2,2,4),freqz2(h);title(Frequency response of highpass

5、 filter);,数字 滤波器的参数指标 IIR 滤波器:从连续时间滤波器(模拟)的设计(1)CT滤波器的设计 冲激响应不变法 双线性变换变法 FIR 滤波器:数字滤波器的直接设计(1)加窗法(2)频率取样法(FIR 的CAD设计),第三章 数字滤波器的设计,模拟滤波器设计方法成熟，有完整的设计公式和完善的图表，有典型滤波器类型可用,A.数字滤波器的参数指标,理想低通滤波器的幅频特性,(a)来自于待设计数字滤波器对应的连续时间滤波器,通带,阻带,过渡带,理想滤波器：通带内幅频响应是常数；相频响应为0或频率的线性函数，不可实现，只能在容差情况下逼近,DT 滤波器的参数指标(II),对数形式的幅

6、度响应（in dB),IIR 数字滤波器设计基本方法,B.IIR 滤波器设计原理,指标转换,设计,转换,数字域指标,模拟域指标,3-1.模拟 滤波器设计,常见原型模拟滤波器的类型 Butterworth 滤波器幅频特性单调下降 Chebyshev 滤波器在通带或阻带内有波动，可以提高选择性 椭圆(Elliptic)滤波器在通带和阻带内均有波动，可选性好,3.1.1 Butterworth滤波器,N 越大，越接近理想特性,功率,1,2,3,4,10,将幅度平方函数|Hn(j)|2写成s的函数：,归一化Butterworth原型滤波器：,确定归一化低通原型滤波器后，其他Butterworth 低通

7、、高通、带通和带阻滤波器都可以通过变换得到,极点：,K=0,2N-1,三阶巴特沃斯滤波器极点分布,极点分布是沿虚轴对称的，取左半平面极点作为Hn(s)的极点,Bn(s)-N阶巴特沃斯多项式,巴特沃斯归一化低通滤波器参数,P.287,3.1.1 Butterworth滤波器的设计,设计过程：,重点：阶次N和截止频率,3.1.1 Butterworth滤波器的设计,确定阶数N：,0dB,k1,k2,P.98 3-13(X),3.1.1 Butterworth滤波器的设计,确定截止频率：,取中间值,要求：,Butterworth 滤波器设计举例(I),21.387,Butterworth 滤波器设计举例(I),3.1.2.Chebyshev 滤波器,3.1.2.Chebyshev 滤波器,波纹系数 小于1的正实数,图3-5(c,d)切比雪夫型滤波器幅频特性,切比雪夫滤波器设计过程：,切比雪夫多项式阶数N,设计指标：,P.288-289,计算N：,波纹系数 小于1的正实数,注意分贝的负号,3.1.3.Elliptic 滤波器,几种滤波器比较,