第十三讲-数字信号处理模拟滤波器设计课件.ppt
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- 第十 三讲 数字信号 处理 模拟 滤波器 设计 课件
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1、第第1章章 离散时间信号、系统和离散时间信号、系统和Z变换变换 第第2章章 DFT及其快速算法及其快速算法 第第3章章 数字滤波器设计数字滤波器设计 第第4章章 离散随机信号的处理离散随机信号的处理 时域 频域连续 离散第三章第三章 数字滤波器设计数字滤波器设计 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)(ejH)(ejH)(ejH)(ejH0低通0高通0带通0带阻22222222典型理想滤波器类型和幅频响应典型理想滤波器类型和幅频响应 语音处理语音处理语音音
2、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=length(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 filter
3、wavplay(bandpass,Fs);wavwrite(bandpass,Fs,bandpassed_wave.wav); 语音处理语音处理 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/(1024/2),stop);%filtering the signalbandstop=filter(bs,as,y);%play the signal processed by bandstop filterwavplay(bandstop,Fs);wavwrite(bandstop,Fs,bandstoped_wave.wav);Origin
4、al=imread(redbud.jpg);%image enhancement by intensity adjustmentChanged=imadjust(Original,0.3 0.7,);%highpass filterh=fspecial(log);%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(
5、Enhanced Image); subplot(2,2,3),imshow(Filtered);title(Filtered Image);subplot(2,2,4),freqz2(h);title(Frequency response of highpass 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)第三章第三章 数字滤波器的设计数字滤波器的设计NiiiMiiiZbZazH101)
6、(10)()NnnZnhzH(模拟滤波器设计方法成熟,有完整的设计公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数字滤波器的参数指标理想低通滤波器的幅频特性理想低通滤波器的幅频特性)(jeHc1(a) 来自于待设计数字滤波器对应的连续时间滤波器pjeH111)(1sjeH2)(通带通带阻带阻带过渡带;最小阻带衰减:或;最大阻带波纹;最大通带波纹阻带起始频率)通带截止频率(参数指标:低通滤波器的设计的数字滤波器。直接来自于待21011log20 )4( )3(; )2(;1 )(spb2理想滤波器:通带内
7、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 滤波器的参数指标滤波器的参数指标 (II)对数形式的幅度响应(in dB)pjeH)1 (log20)(log20)1 (log2011010110sjeH)(log20)(log2021010IIR 数字滤波器设计基本方法数字滤波器设计基本方法平面);平面转换成数字滤波器(由换再将其应模拟滤波器,通过转设计与数字滤波器相对zs. 1器;择,逼近欲设计的滤波平面上通过零极点的选或在形式的公式,数字滤波器,给出闭合平面直接设计在zIIRz. 2设计的系统或有限精度算法来实现用相应的数字网络结构. 3NiiiMiii
8、ZbZazH101)(B. IIR 滤波器设计原理滤波器设计原理(1) DT specs(2) CT specs(3)(4) 转换法IIR 滤波器设计的基本步骤:指标指标转换转换设计设计转换转换)(sH)(zH数字域指标数字域指标模拟域指标模拟域指标3-1. 模拟模拟 滤波器设计滤波器设计 常见原型模拟滤波器的类型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,可选性好截止频率滤波器阶数)半功率点对应截止频率。参数:滤波器的平方幅频函数cccaNca
9、N,dBjHjH,N: ( ,3)2/1log(10)(log20;)/(11)(h Butterwort c223.1.1 Butterworth滤波器滤波器1)(20jHNa,对于所有dBjHjHNcaca3)(lg20, 2/1)(2,对于所有的单调下降函数是2)( jHa理想低通滤波器更接近于的增大,随着2)(NjHaN 越大,越接近越大,越接近理想特性理想特性5 . 0)(2cajH功率功率123410 将幅度平方函数|Hn(j)|2写成s的函数: js归一化归一化Butterworth原型滤波器:原型滤波器:Nnc)j(Hs/1rad2211时的滤波器NNjjj2nn2nn2n)
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