书签 分享 收藏 举报 版权申诉 / 39
上传文档赚钱

类型数字信号处理课件 (2).ppt

  • 上传人(卖家):三亚风情
  • 文档编号:3539245
  • 上传时间:2022-09-14
  • 格式:PPT
  • 页数:39
  • 大小:414.50KB
  • 【下载声明】
    1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
    2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
    3. 本页资料《数字信号处理课件 (2).ppt》由用户(三亚风情)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
    4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
    5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
    配套讲稿:

    如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。

    特殊限制:

    部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。

    关 键  词:
    数字信号处理课件 2 数字信号 处理 课件
    资源描述:

    1、敏感,以及一个M阶的格型滤波器可以产生从1阶到M结构便于高速并行处理外,还具有对有限字长效应不5.4格型滤波器结构格型滤波器结构广泛应用在功率谱估计、语音处理、自适应滤波、线性预测、逆滤波等方面的格型滤波器,除了其模块化阶的M个横向滤波器的输出性能。本节分别讨论全零点、全极点、以及一般IIR系统的格型滤波器。一个M 阶直接形式FIR滤波器的系统函数为5.4.1 全零点(FIR)的格型滤波器 iiMMiiiMizbzbzBzH101(5.4-1)式中 iMb iMb表示M阶FIR滤波器的第i个系数。若式(5.4-1)的系数b0=1,则有M个 FIR直接结构实现,需要M次乘法,M次延迟。系数。如用

    2、对应的格型网络结构如图5.4-1所示。x(n)y(n)p0q0p1q1p2q2k1k1pMpM-1qMqM-1kMkM-1kMkM-1k2k2z-1z-1z-1z-1图5.4-1全零点格型滤波器格型基本单元级联组成。下两个输入、输出端。输出y(n)取自最后一级基本单元的上输出端。由图可见全零点格型结构是由M个如图5.4-2所示的每个基本单元分别有上、输入x(n)同时到达第一级的上、下两个输入端,pmpm-1qmqm-1kmkmz-15.4-2可得基本单元的输入输出关系为输出包括从上端直通的部分以及分别经过一次延迟、两次延迟,直至M次延迟的部分。这种结构没有反馈通路,所以是FIR系统。它也有M个

    3、参数km(m=1,2,M),通常称km为反射系数。系数按k1、k2、kM-1、kM从左到右排列。实现格型结构时需要2M次乘法,M次延迟。由图x(n)y(n)p0q0p1q1p2q2k1k1pMpM-1qMqM-1kMkM-1kMkM-1k2k2z-1z-1z-1z-1p0(n)=q0(n)=x(n)并且y(n)=pM(n)式中pm-1(n)、qm-1(n-1)分别是第m个基本单元的上、下端的输入序列;pm(n)、qm(n)分别是第m个基本单pm(n)=pm-1(n)+qm-1(n-1)km qm(n)=pm-1(n)km+qm-1(n-1)元的上、下端的输出序列。pmpm-1qmqm-1kmk

    4、mz-1定义Bm(z)、Jm(z)分别为输入x(n)至第m个基本单元的上、下端输出序列pm(n)、qm(n)的系统函数,则 iimmizb11Bm(z)=Pm(z)/P 0(z)(5.4-3a)时,Bm(z)=B(z)。Bm(z)是Bm-1(z)再级联一个基本单元后组合成的更高一级的FIR系统,所以格型结构形式很规则。特别的当m=MJm(z)=Qm(z)/Q0(z),(5.4-3b)(m=1,2,M)(m=1,2,M)对基本单元的输入输出关系式Pm(z)=Pm-1(z)+km z-1Qm-1(z)可以利用直接形式FIR滤波器的系统函数H(z)=B(z)的系数bi,得到格型结构的反射系数km。(

    5、5.4-4a)(5.4-4b)Qm(z)=Pm-1(z)km+z-1Qm-1(z)两边做z变换,得pm(n)=pm-1(n)+qm-1(n-1)km qm(n)=pm-1(n)km+qm-1(n-1)zJzBzkzkzJzBmmmmmm11111 21111mmmmmmmkzJzBzkkzJzB滤波器高阶与低阶之间的递推关系为(5.4-5)或低阶与高阶之间的递推关系为(5.4-6)上两式的递推关系中均有Jm(z),实际上已知的只有Bm(z)iimmizb11,还需求出Jm(z)与Bm(z)之间的关系。由式(5.4-3)及图5.4-1有B0(z)=J0(z)=1,因此即令m=2,3,可以得到(5

    6、.4-7)B1(z)=B0(z)+k1 z-1J0(z)=1+k1 z-1 J1(z)=k1 B0(z)+z-1J0(z)=k1+z-1 J1(z)=z-1 B1(z-1)Jm(z)=z-m Bm(z-1)2111mmmmmmkzBzkzBzB将上式代入高阶与低阶及低阶与阶高之间的递推关系(5.4-8a)(5.4-8b)上式的递推公式中只与B(z)相关。待定系数法能够得到两组递推关系:则有Bm(z)=Bm-1(z)+km z-mBm-1(z-1)iimmizb11将Bm(z)=Pm(z)/P 0(z)代入上式,利用 mmmkb immmimimbkbb11 mmmbk 211mimmmimim

    7、kbkbb留作习题。上两式中,i=1,2,3,(m-1),m=2,3,M,具体推导(5.4-10)(5.4-9)mmb mmbMMMbk通常是已知FIR系统的H(z)=B(z)=BM(z),要求其格型结构。利用上述的递推公式可由求出反射系数km,m=M,M-1,2,1。由FIR系统的递推格型结构反射系数km的具体(5.4-11)步骤为第一步 1Mb 2Mb,MMb,确定BM-1(z)的系数 11Mb,21Mb,11,MMb出BM-1(z),则111MMMbk第三步 重复第二步,求出全部 kM,kM-1,,k1,及系数 kM,。或由BM-1(z),,B1(z)。,第二步 由式 211mimmmi

    8、mimkbkbb,2111mmmmmmkzBzkzBzB递推公式直接求 33128512413nxnxnxnxny 32133133185241311zzzzbzBzHiii例5.4-1 已知某FIR滤波器的差分方程为求其格型结构并作图。解:对上述差分方程两边作z变换,得对应的 24/1313b,8/523b;3/1333 bk第一步 3/133b 211mimmmimimkbkbb 839/824/524/131232331312kbkbb 219/872/138/51231332322kbkbb 2/1222 bk 414/316/38/31221221211kbkbb 4/1111 bk

    9、第二步 由式(5.4-10)第三步格型结构如图5.4-3所示。图5.4-3 例5.4-1FIR系统的格型结构z-1z-1z-1x(n)y(n)1/41/41/21/21/31/3 iiMMiiiMizbbbzbzBzH01001 iiMMizab101 iMaFIR系统函数更一般的形式b01,即(5.4-12)式中表示M阶 FIR滤波器的第 i 个系数。对应的格型网络结构如图5.4-4所示。图5.4-4一般全零点格型滤波器x(n)y(n)k0k1k1kMkM-1kMkM-1k2k2z-1z-1z-1z-1 mmb mma mmmak 211mimmmimimkakaa式中 i=1,2,3,(m

    10、-1),m=1,2,3,M,km的递推计算(5.4-10)相同,仅将上图中系数km的递推关系除了k0=b0外,其余的系数与换为,即为 (5.4-13)步骤也相同。21mk所以对任意的m=1,2,3,M,若有|km|=1,上述算法无效。即递推公式的|bM|不能为1,否则10bbakMMM所以线性相位FIR滤波器不能用格型滤波器实现。递推公式,中的分母为 211mimmmimimkakaa|kM|=|bM|=1又因为线性相位FIR滤波器有b0=|bM|,则 332245112132nxnxnxnxny 3213313318524131212zzzzazBzHiii例5.4-2 已知某FIR滤波器的

    11、差分方程为求其格型结构并作图。解:差分方程的各系数为对上述差分方程两边作z变换,得b0=2,b1=13/12,b2=5/4;b3=2/3 24/1313a 8/523a;3/133a 3/1333 ak,2/1222 ak 4/1111 ak对应的,与例5.4-1相同,所以除了 k0=b0=2,格型结构如图5.4-5所示。z-1z-1z-1x(n)y(n)1/41/41/21/21/31/32 iiMMizazAzH1111 iMa iMiMba zAzH15.4.2 全极点全极点(IIR)的格型滤波器的格型滤波器全极点(IIR)的滤波器的系统函数H(z)为(5.4-14)式中表示M 阶IIR

    12、滤波器的第 I 个系数。与全零点公式比较可见,若,则上式的是FIR系统的逆系统。4、按照习惯再画出输入在左,输出在右的结构图。求该逆系统结构图的步骤如下:1、将输入至输出无延时的直通通路反向,该通路的常数增益为原常数增益的倒数(此处 b0为1)。2、所有指向新直通通路各节点的所有增益乘以-1。3、交换输入与输出位置。极点的格型滤波器结构。按照求逆系统的方法,由图5.4-1得到如图5.4-6所示全图5.4-6全极点格型滤波器x(n)y(n)p0q0p1q1p2q2-k1k1pMpM-1qMqM-1-kMkM-1kM-kM-1k2-k2z-1z-1z-1z-1全极点格型结构是由M个如图5.4-7所

    13、示的格型基本单元级联组成。每个基本单元 上支路输入为pm,基本单元的输入输出关系为pm-1(n)=pm(n)-qm-1(n-1)km (5.4-15a)pmpm-1qmqm-1km-kmz-1输出为pm-1。下支路输入为qm-1,输出为qm。qm(n)=pm-1(n)km+qm-1(n-1)(5.4-15b)pm-1(n)=pm(n)-qm-1(n-1)km (5.4-15a)ima,i=1,2,3,m,m=1,2,3,M的求解方法 imb改为 ima。并且x(n)=pM(n)(5.4-15c)p0(n)=q0(n)=y(n)(5.4-15d)由于两种结构的最基本的差分方程是相同的,所以系数k

    14、m以及与FIR系统相同,仅将qm(n)=pm-1(n)km+qm-1(n-1)(5.4-15b)由全零点格型滤波器图改画为全极点格型滤波器图时,可将流图最左边连接上、下部增益为1的直通支路移指向无延时的直通通路的支路增益乘以-1;z-1放置在至最右边;除了无延时的直通通路外,其余支路反向;各基本单元的右下侧;系数按 kM、kM-1、k2、k1从左到右排列,特别的与kM有关的支路(虚线)可以不要。3213185241311zzzzH iiMMiMMzbzzzzAzB13211318524131 24/1313b,8/523b;3/133b例5.4-3 已知某IIR的系统函数为求其格型结构系数并做

    15、图。解对应的 4/1111 bk,2/1222 bk,3/1333 bk由例5.4-1已得到FIR格型结构的系数为格型结构如图5.4-8所示图5.4-8 例5.4-1FIR系统的格型结构x(n)z-1y(n)z-1z-1-1/31/3-1/21/2-1/41/4 iiNNiiiMMizazbzAzBzH1015.4.3 具有零、极点具有零、极点(IIR)的格型滤波器的格型滤波器具有零、极点的IIR系统的系统函数为(5.4-16)通常 MN。M=N系统的格型梯形结构如图5.4-10所示。图中c1、c2、cM-1、cM为确定系统函数零点的梯形 M=N IIR系统的格型梯形结构系数。x(n)y(n)

    16、p0q0p1q1p2q2-k1k1pM-1qMqM-1-kMkM-1kM-kM-1k2-k2z-1z-1z-1z-1pMc0cMc2c1cM-11、若c0=1,而c1=c2=cM-1=cM=0,则图5.4-10是一个由图5.4-10可见2、若k1=k2=kM-1=kM=0,即所有反射支路开路,则图k1、k2、kM-1、kM、仍按全极点系统的方法得出。全极点的IIR格型结构。5.4-10是一个全零点的FIR直接型结构。3、由上述两点,图5.4-10的上半部分格型实现全极点系统1/A(z);下半部分梯形实现全零点系统B(z)。因下半部分零点系统B(z)无反馈,对上半部分无影响,所以c1、c2、cM

    17、-1、cM 与全零点系统时的方法有所不同。而由于上半部分对下半部分有影响,因此求现在的任务是求出系数ci,i=0,1,2,3,M。immiMikiiacbc1 mmibc 直接给出两种递推公式。(1)i=0,1,2,3,M(5.4-17)(2)(5.4-18a)i=0,1,2,3,M-1(5.4-18b)cM=bM式系数 am、bm,求出格型梯形结构系数 km、利用MATLAB函数dir2ladr,可以由已知的零、极点形 cm。利用MATLAB函数ladr2dir,还可以由已知的格型梯形结构系数 km、cm 求出零、极点形式系数 am、bm。321321318524131221zzzzzzzH

    18、例5.4-5 已知某IIR的系统函数为求其格型结构系数并作图。解 求解例5.4-5的MATLAB的程序与结果如下。C=-0.2695 0.8281 1.4583 1.0000b=1 2 2 1;a=1 13/24 5/8 1/3;K,C=dir2ladr(b,a)答案K=0.2500 0.5000 0.3333即例5.4-5的格型结构如图所示。k1=1/4,k2=1/2,k3=1/3;c0=-0.2695,c1=0.8281,c2=1.4583,c3=1。z-1z-1z-1x(n)y(n)0.8281-0.26951.45831/3-1/3-1/21/2-1/41/4a=1.0000 0.5417 0.6250 0.3333例5.4-6 用MATLAB函数ladr2dir验算例5.4-5的结果。解 例5.4-6 的MATLAB程序及结果如下K=1/4 1/2 1/3;C=-0.2695,0.8281,1.4583,1;b,a=ladr2dir(K,C)答案b=1.0000 2.0000 2.0000 1.0000作业17、18、23、30

    展开阅读全文
    提示  163文库所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
    关于本文
    本文标题:数字信号处理课件 (2).ppt
    链接地址:https://www.163wenku.com/p-3539245.html

    Copyright@ 2017-2037 Www.163WenKu.Com  网站版权所有  |  资源地图   
    IPC备案号:蜀ICP备2021032737号  | 川公网安备 51099002000191号


    侵权投诉QQ:3464097650  资料上传QQ:3464097650
       


    【声明】本站为“文档C2C交易模式”,即用户上传的文档直接卖给(下载)用户,本站只是网络空间服务平台,本站所有原创文档下载所得归上传人所有,如您发现上传作品侵犯了您的版权,请立刻联系我们并提供证据,我们将在3个工作日内予以改正。

    163文库