数字信号处理复习要点
第六章 无限长单位冲击响应(IIR)数字滤波器的设计方法
1、模拟频率与数字频率的转换关系
模拟频率 ,单位 zH
抽样频率
f s
1 ,T 为抽样间隔(周期),抽样角频率
T
f2
s
s
数字滤波器的频率响应是周期性的,以 2 为周期。
数字频率
T
,单位
rad /
s
2
Ts
数字域抽样频率
s
s
2
是折叠频率
2、低通数字滤波器性能参数
通带截止频率 c ,阻带截止频率 st ,过度带
st
c
幅度衰减倍数 M 与衰减(dB)
通带衰减
1
lg20
(
eH
(
eH
j
0
j
c
)
)
lg20
(
eH
j
c
)
20
1lg(
1
)
阻带衰减
2
lg20
j
0
(
eH
j
(
eH
st
)
)
lg20
(
eH
j
st
)
lg20
2
如果阻带衰减 1000 倍,即扩大
1 倍,则阻带衰减
1000
lg20
1
1000
dB60
或
lg20
1000
dB60
滤波器频率响应
(
eH
j
)
(
eH
)
j
)
e
(
j
H
j
(
e
)
(
)
幅度响应
( jeH
)
,相位响应
je
)
(
)
(
,幅度函数
(H ,相位函数 )
(
)
幅度平方响应
(
eH
j
)
2
(
eHeH
j
)
(
j
)
(
zHzH
)(
1
|)
iez
群延迟响应
(
(
)
e
j
)
j
)
(
e
d
d
3、系统类型及其特点
最小相位延时系统:因果稳定系统,零点和极点都在单位圆内。
最大相位延时系统:因果稳定系统,零点在单位圆外,极点在单位圆内。
最小相位超前系统:反因果稳定系统,零点和极点都在单位圆外。
最大相位超前系统:反因果稳定系统,零点在单位圆内,极点在单位圆外。
全通系统:
(
eH
j
)
(
eH
ap
j
)
1
,
如果 a 是极点,则 *a 是极点, *
/1 a , a/1 分别是零点。
任何一个因果稳定的(非最小相位延时)系统 )(zH 都可以表示成全通系统
)(zH ap 和最小相位延时系统
H
)(min z
的级联,即
)(
zH
HzH
)(
ao
)(
min z
4、从模拟系统函数 )(sH 到数字系统函数 )(zH 的映射方法
冲击相应不变法:数字滤波器的冲击相应完全模仿模拟滤波器的冲击响应,
模拟频率 与数字频率之间呈线性关系
T
,线性相位模拟滤波器可以映
射成一个线性相位数字滤波器,但有频率响应的混叠效应。
阶跃响应不变法:频率响应的混叠一般比单位冲击响应的要小。
双线性变换法:
s
c
1
1
线性。
1
z
z
,避免了频率响应的混叠,但频率变换关系非
1
若要求模拟滤波器与数字滤波器在低频处有较确切的对应关系,则
c
2
T
若要求数字滤波器的某一特定频率(如截止频率
1
c
Tc
)与模拟原型滤
波器的一个特定频率 c 严格对应,则
c
c
cot
c
2
。
第七章 有限长单位冲击响应(FIR)数字滤波器的设计方法
(
eH
j
)
H
j
(
e
)
(
)
当冲击序列 )(nh 为偶对称序列
)(
nh
(
nNh
)1
时,
)
(
当冲击序列 )(nh 为奇对称序列
)(
nh
(
nNh
)1
时,
)
(
理想低通滤波器的单位冲击响应
)(
nh
d
c
sin[
(
)]
c
)
(
n
n
c
N
2
N
2
N
,
1
2
1
1
2
由阻带衰减 2 确定窗函数的选取,再由过度带宽确定 N
第三章 离散傅立叶变换
1、序列 )(nx 的变换
Z-变换:
)(
zX
n
nznx
)(
DTFT:
(
eX
j
)
N 点 DFT:
)(
kX
n
)(
enx
nj
jenx
)(
2
N
kn
1
N
n
0
2、离散傅立叶变换的性质
3、序列卷积
(1)序列 )(nx 与 )(nh 的线性卷积:
)(
ny
l
)(
nx
)(
nh
m
(
mnhmx
()
)
序列 )(nx 与 )(nh 的线性相关:
r
xh
)(
n
m
(
nmhmx
(
)
*
)
(2)周期为 N 的周期序列 )(~
1 nx 与 )(~
2 nx 的周期卷积:
)(~
ny
(~
mnxmx
1
(~)
2
)
1
N
m
0
(3)序列 )(1 nx 与 )(2 nx 的 N 点圆周卷积:
)(
ny
[
1
N
m
0
)
xmx
1
(
2
((
mn
))
]
)(
nR
N
N
结论:序列 )(1 nx 与 )(2 nx 的 N 点圆周卷积
)(
ny
[
第四章 快速傅立叶变换(FFT)
按时间抽选(DIT)的基-2FFT 算法
按频率抽选(DIF)的基-2FFT 算法
l
(
ny
r
rN
])
)(
nR
N