1、IIR数字滤波器的基本结构FIR数字滤波器的基本结构数字滤波器格的型结构数字滤波器结构的MATLAB实现有限字长效应 数字系统的结构 1 牢固掌握IIR及FIR数字滤波器的结构2 了解数字滤波器的格型结构3 掌握有限字长对数字滤波器设计的影响及改善有限字长效应的基本方法 学习要求 本章重点是IIR数字滤波器的直接型结构和FIR数字滤波器的线性相位直接型结构 本章难点是有限字长效应 重点和难点 IIR数字滤波器的基本结构 直接型结构级联型结构并联型结构 IIR数字滤波器的直接型结构 直接I型结构 设M N IIR数字滤波器的直接型结构 直接I型结构 IIR数字滤波器的直接型结构 将H2 z 系统
2、的延时器与H1 z 系统的延时器共用 交换H1 z H2 z 两级联子系统的级联顺序 直接II型结构 IIR数字滤波器的直接型结构 转置直接II型结构 IIR数字滤波器的直接型结构 IIR数字滤波器的直接型结构优缺点 优点 简单直观缺点 1 改变某一个 ak 将影响所有的极点2 改变某一个 bk 将影响所有的零点3 对有限字长效应太敏感 容易出现不稳定现象 对于三阶以上的IIR滤波器 几乎都不采用直接型结构 而是采用级联型 并联型等其它形式的结构 IIR数字滤波器的直接型结构 将滤波器系统函数H z 的分子和分母分解为一阶和二阶实系数因子之积的形式 画出各二阶基本节的直接型结构 再将它们级联
3、二阶基本节 IIR数字滤波器的级联型结构 IIR数字滤波器的级联型结构 基于直接II型的级联型结构 级联型结构信号流图 IIR数字滤波器的级联型结构 基于转置直接II型的级联型结构 级联型结构信号流图 IIR数字滤波器的级联型结构优点 硬件实现时 可以用一个二阶节进行时分复用每一个基本节系数变化只影响该子系统的零极点对系数变化的敏感度小 受有限字长的影响比直接型低 IIR数字滤波器的级联型结构 将滤波器系统函数H z 展开成部分分式之和 并将一阶系统仍采用二阶基本节表示 画出各二阶基本节的直接型结构 再将它们并联 IIR数字滤波器的并联型结构 IIR数字滤波器的并联型结构 并连型结构信号流图
4、基于直接II型的并联型结构 基于转置直接II型的并联型结构 IIR数字滤波器的并联型结构 并连型结构信号流图 IIR数字滤波器的并联型结构优缺点 优点 1 运算速度快2 各基本节的误差互不影响3 可以单独调整极点的位置缺点 不能向级联型那样直接调整零点 IIR数字滤波器的并联型结构 例 已知某三阶数字滤波器的系统函数为 试画出其直接型 级联型和并联型结构 将系统函数H z 表达为 解 直接型 例 已知某三阶数字滤波器的系统函数为 试画出其直接型 级联型和并联型结构 解 级联型 将系统函数H z 表达为一阶 二阶实系数分式之积 例 已知某三阶数字滤波器的系统函数为 试画出其直接型 级联型和并联型
5、结构 解 并联型 将系统函数H z 表达为部分分式之和的形式 例题结论 由系统函数画直接型结构的规律 1 画出n个级联的延时器 2 将各延时器的输出反馈连接到输入端的加法器形成反馈回路 这些反馈回路的系统函数分别为 3 将输入端加法器的输出和各延时器的输出正向连接到输出端的加法器构成前向通路 各条前向通路的系统函数分别为 例题结论 由系统函数画级联型和并联型结构 级联型结构 1 将系统函数H z 表达为一阶 二阶实系数分式之积 2 分别画出每个一阶 二阶子系统的直接型结构 再将它们级联 并联型结构 1 将系统函数H z 表达为一阶 二阶实系数分式之和 2 分别画出每个一阶 二阶子系统的直接型结构 再将它们并联
