第六章 数字滤波器结构
1 第六章 数字滤波器结构
数字滤波器结构 ·6.1概述 ·6.2滤波器的信号流图结构和解法 ·6.3FIR基本网络结构 ·6.4IIR基本网络结构 ·6.5一些其他类型的滤波器结构 ·6.6状态变量分析法 ·6.7各种结构形式的比较 2
2 数字滤波器结构 • 6.1 概述 • 6.2 滤波器的信号流图结构和解法 • 6.3 FIR基本网络结构 • 6.4 IIR基本网络结构 • 6.5 一些其他类型的滤波器结构 • 6.6 状态变量分析法 • 6.7 各种结构形式的比较
6.1概述 任何线性时不变集总参数离散系统都可用 下列三种形式之一来表述其输入输出关 系：差分方程，卷积公式和系统函数。 这三种方法是等价的，从任何一个都能 推导出其它两个。 即使用同一类表示方法，也存在着许多等 价的算法结构，滤波器的工程实现要用 计算机的硬件或软件。不同的算法要求 不同的实现结构，也会影响系统的某些 实际性能。 3
3 6.1 概述 任何线性时不变集总参数离散系统都可用 下列三种形式之一来表述其输入输出关 系：差分方程，卷积公式和系统函数。 这三种方法是等价的，从任何一个都能 推导出其它两个。 即使用同一类表示方法，也存在着许多等 价的算法结构，滤波器的工程实现要用 计算机的硬件或软件。不同的算法要求 不同的实现结构，也会影响系统的某些 实际性能
概述 滤波器实现中需要考虑许多问题，如 ()。计算的效率：即完成整个滤波所需要的乘法 和加法次数； (2)。需要的存储量； (3)。滤波器系数的量化影响； (4)。运算中的舍入和截断误差、饱和和溢出： 不同的算法在满足上述的要求方面是有很大差别 的。在研究F℉T算法时已经看到过，同样的 DFT运算，改变计算结构对提高计算效率和节 省存储量能起多大的作用。 4
4 概述 滤波器实现中需要考虑许多问题，如 (1)。计算的效率：即完成整个滤波所需要的乘法 和加法次数； (2)。需要的存储量； (3)。滤波器系数的量化影响； (4)。运算中的舍入和截断误差、饱和和溢出； 不同的算法在满足上述的要求方面是有很大差别 的。在研究FFT算法时已经看到过，同样的 DFT运算，改变计算结构对提高计算效率和节 省存储量能起多大的作用
6.2 滤波器的信号流图结构 信号流图由节点和有向 支路组成。每个节点 表示一个信号，有向 支路表示信号流动方 向和算法。在数字信 号处理中只有右图所 示的三种基本算法， x (n) ●x1(n)十x2n) 即倍率、加法和单位 时延。没有输入箭头 的节点称为输入节点： 没有输出箭头节点称 图6.2.1三种基本运算的流图表示 为输出节点
5 6.2 滤波器的信号流图结构 信号流图由节点和有向 支路组成。每个节点 表示一个信号，有向 支路表示信号流动方 向和算法。在数字信 号处理中只有右图所 示的三种基本算法， 即倍率、加法和单位 时延。没有输入箭头 的节点称为输入节点； 没有输出箭头节点称 为输出节点。 图 6.2.1 三种基本运算的流图表示