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IIR数字滤波器的相位特性不好控制,对相位要求较高时,需加相位校准网络。
在MATLAB下设计IIR滤波器可使用Butterworth函数设计出巴特沃斯滤波器,使用Cheby1函数设计出契比雪夫I型滤波器,使用Cheby2设计出契比雪夫II型滤波器,使用ellipord函数设计出椭圆滤波器。下面主要介绍前两个函数的使用。
与FIR滤波器的设计不同,IIR滤波器设计时的阶数不是由设计者指定,而是根据设计者输入的各个滤波器参数(截止频率、通带滤纹、阻带衰减等),由软件设计出满足这些参数的Zui低滤波器阶数。在MATLAB下设计不同类型IIR滤波器均有与之对应的函数用于阶数的选择。
IIR单位响应为无限脉冲序列FIR单位响应为有限的
IIR幅频特性精度很高,不是线性相位的,可以应用于对相位信息不敏感的音频信号上;
FIR幅频特性精度较之于iir低,线性相位,就是不同频率分量的信号经过FIR滤波器后他们的时间差不变。这是很好的性质。
有限的单位响应也有利于对数字信号的处理,便于编程,用于计算的时延也小,这对实时的信号处理很重要。
数字滤波器可以按所处理信号的维数分为一维、二维或多维数字滤波器。一维数字滤波器处理的信号为单变量函数序列,例如时间函数的抽样值。二维或多维数字滤波器处理的信号为两个或多个变量函数序列。例如,二维图像离散信号是平面坐标上的抽样值。
一维滤波器
处理一维数字信号序列的算法或装置。线性、时不变一维数字滤波器的输出信号序列y(n)和输入信号序列x(n)的关系由线性、常系数差分方程描述:(如图1)
相应的Z域转移函数图二式中ar、bk为数字滤波器系数,Z【y(n)】和Z【x(n)】分别为输出和输入信号序列的Z变换。转移函数H(z)的Z反变换称为一维数字滤波器的单位冲激响应,即h(n)=Z-1【H(z)】。输出信号序列也可以表示为输入信号序列x(n)与数字滤波器单位冲激响应h(n)的离散褶积(如图三)
如果数字滤波器的单位冲激响应h(n)只有有限个非零值,称为有限冲激响应数字滤波器。如果单位冲激响应具有无限多个非零值,称为无限冲激响应数字滤波器。
有限冲激响应数字滤波器一般采取非递归型算法结构,也称非递归型数字滤波器。无限冲激响应数字滤波器只能采取递归型算法结构,故又称递归型数字滤波器。