时域离散系统的实现VIP免费

时域离散系统的实现8.4格型网络结构8.3IIR网络结构8.2FIR网络结构8.6数字信号处理中的量化效应8.5用软件实现各种网络结构本章内容:8.1引言8.1引言时域离散系统的实现方法:(a)软件实现：按所设计的软件在通用的计算机运行数字信号处理程序。优点：经济，一机可以多用.缺点：处理速度慢.(b)硬件实现：用加法器、乘法器和延时器等组成的专用数字网络设备,以实现信号的处理运算.优点：处理速度快,容易做到实时处理.缺点：不灵活,开发周期较长,且设备只能专用.在实际应用中,通常采用软硬件结合实现.返回数字滤波器的表示方法(a)常系数线性差分方程:（b）数字滤波器的系统函数：01()()()1MkkkNkkkbzYzHzXzaz10()()()NMkkkkynaynkbxnk返回回到本节数字信号处理器中的基本运算单元加法器方框图aa1z数乘器单位延时基本运算单元流图1z返回回到本节本章重点讨论下述内容IIR滤波器的基本结构FIR滤波器的直接型、级联型、线性相位结构，理解频率抽样型结构数字滤波器的格型结构返回回到本节8.2FIR网络结构它的差分方程和系统函数分别为一般称上面两式表示长度为N,阶数为N-1的FIR滤波器.10NkkHzhkz10Nkynhkxnk返回(a)没有反馈支路，即没有环路，非递归型结构。FIR网络结构特点:(b)N-1阶滤波器，N为滤波器的长度，有N-1个零点分布于z平面，z=0处是N-1阶极点。(c)其单位脉冲响应是有限长序列。设N点系统函数H(z)在Z模值大于0处收敛，有限z平面只有零点，全部极点在z=0处（因果系统）返回本节主要讲述：8.2.1FIR直接型结构和级联型结构8.2.2线性相位结构8.2.3FIR频率采样结构8.2.4快速卷积法返回FIR滤波器网络结构的五种实现方法（1）直接型结构（2）级联型结构（3）线性相位型结构（4）频率取样型结构（5）快速卷积法返回8.2.1FIR直接型结构和级联型结构1.FIR直接型结构（卷积型、横截型）按照H(z)或者差分方程直接画出结构图。如图8.2.1所示y(n)h(0)h(1)h(2)h(n­2)h(n­1)z­1z­1z­1x(n)图8.2.1FIR直接型结构流图特点：单位延时器串联，有抽头，称为延时线；简单直观，乘法运算量少，但不易调整零点.返回回到本节2.FIR级联型结构当需要控制滤波器的传输零点时，可将H(z)进行式分解，并将共轭成对的零点放在一起，形成一个系数为实数的二阶形式：11201201()()()MNkiiikiHzhkzaazaz这样级联型网络结构就是由一阶或二阶因子构成的级联结构，其中每一个因式都用直接型实现。返回回到本节例8.2.1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：它的直接型结构和级联型结构分别如下图所示:-1-2-3H(z)=0.96+2z+2.8z+1.5z-1-1-2H(z)=(0.6+0.5z)(1.6+2z+3z)返回回到本节y(n)x(n)z-1z­1z­10.9622.81.5（a）直接型结构z­1z­1z­1x(n)0.60.51.623y(n)（b）级联型结构图8.2.3例8.2.1图返回回到本节级联型结构中,每一个一阶网络控制一个零点,调整零点只需调整该因式的两个系数;二阶网络控制一对零点,调整它也只需调整该因式的三个系数.相对于直接型结构来说:FIR级联型结构特点:1）每个基本节控制一对零点，调整零点方便。2）需要对系统函数进行因式分解，系数比直接型多，所需的乘法运算多。返回回到本节FIR滤波器单位抽样响应h(n)为实数，且满足：–第一类偶对称：–第二类奇对称：–对称中心在(N-1)/2处，这种FIR滤波器具有严格线性相位。8.2.2线性相位结构系统函数具有线性相位,它的单位脉冲响应满足下式01nN()(1)hnhNn()(1)hnhNn)()()(jgjeHeHN12N122－第一类线性相位：（）＝－－第二类线性相位：（）＝－返回回到本节10()()NnnHzhnz11202()()NNnnNnnhnzhnz12(1)0()NnNnnhnzz当N为偶数时10()()NnnHzhnz1112(1)201()2NNnNnnNhnzzhz当N为奇数时返回回到本节x(n)y(n)z£­1z£­1z£­1z£­1z£­1z£­1z£­1h(0)h(1)h(2)h(N/2£­1)x(n)y(n)z£...