第二节IIR数字滤波器设计 设计IIR数字滤波器的方法可以归纳为两类: (一)模拟一数字转换法 (二)是直接设计法
利用模拟滤波器成熟的理论和方法来设计IIR数字 低通滤波器的设计过程是:按照技术要求设计 个模拟低通滤波器,得到模拟低通滤波器的传递 函数H。(s),再按一定的转换关系将H.(s)转换成数 字低通滤波器的系统函数H(z)。这样设计的关键 问题就是寻找这种转换关系,将S平面上的H(s) 转换成Z平面上的H(z)。为了保证转换后的H(z)稳 定且满足技术要求,对转换关系提出两点要求:
1)因果稳定的模拟滤波器转换成数字滤波器,仍 是因果稳定的。模拟滤波器因果稳定要求其传递 函数私业的极点全部位于S平面的左¥平面:数 高满及深线关聚是3用平射 至平面的单位圆内部。 ·2)数字滤波器的频率响应模仿模拟滤波器的频率 响应,S平面的虚轴映射为平面的单位圆,相应 的频率之间成线性关系。 将传递函数H,(s)从S平面转换到平面的方法有多 种,工程上常用的是冲激响应不变法和双线性变 换法
主要内容 用冲激响应不变法设计数字低通滤波器 用双线性变换法设计R数字低通滤波器 数字高通、带通和带阻滤波器的设计
一、用冲激响应不变法设计IIR数字低通滤波器 冲激响应不变法是使数字滤波器的单位冲激响应 h(n)等于模拟滤波器的单位冲激响应的等间隔采 样。即 h(n)=h (1)l=n=h (nT) (7-3) 式中,T为采样间隔。 设模拟滤波器H,(s)只有单阶极点(若有多重极点, 则求拉氏反变换会复杂一些),且分母多项式的 阶次高于分子多项式的阶次,将用部分分式 表示 以0-2 (7-4)