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第五章数字滤波器的结构.doc
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1、个人收集整理 勿做商业用途第五章 数字滤波器的结构第一节 数字滤波器的结构及表示方法一、 数字滤波器的两种实现方法我们已经清楚,数字滤波器的实质是将一串输入的数字序列,通过一定的算法转换成另一串数字序列输出,从而数字滤波器实际就是完成给定运算的计算机.例如对如下的数字低通: 其对应的差分方程是:显然,这个数字滤波器所规定的运算就是:将每一个输入值和前一时刻的输出值与相乘之积相加,而用这个“和值”作为当前时刻的输出。这说明每求一个输出值,都要进行一次加法运算、一次乘法运算和一次(前一时刻输出的)延时(移位寄存)运算。其延时量为一个基本时间间隔,即运算速率(原抽样频率)的倒数()。由此可以想到,数
2、字滤波器一般可以用两种方法来实现。第一,用数字硬件(诸如加法器、乘法器、寄存器或移位寄存器)组成专用的设备,以实现规定的运算,我们称其为数字信号处理器(Digital Signal Processor).第二,采用计算机,将所要完成的运算编程,用软件来实现。设某数字滤波器的系统函数为(书中有误):其对应的差分方程则为(书中有误):该差分方程则可以用下面的硬件设备来实现。图中(书中有误),带有的方框表示延时单元,它将输入到它的样值(数码)寄存一个基本的时间间隔(即延时)然后输出。系数、是存储器存储的差分方程里所要乘的系数。运算器用来完成差分方程中的加法和乘法的运算。控制器作为逻辑控制,协调各单元
3、完成运算,最终运算结果由处输出。由于这些部件都可以用数字硬件来实现,因而这就是一台硬件结构的数字滤波器.数字滤波的运算也可以在计算机中用软件(程序)来实现。例如某数字滤波器的转移函数为:其差分方程则为:由此差分方程可得到下图所示的计算流程。按照这一流程编制程序,并让计算机运行这一程序,则可一步步地得到序列的值。上图表示,首先输入、三个系数和的诸值,然后开始计算:计算出之后,将值加1,再进行计算:如此等等.二、 用方块图和信号流图表示数字滤波器的结构为了直观地表示数字滤波器的运算结构,人们常使用方块图或信号流图。因为由它们可以清楚地看出系统运算的步骤、乘法和加法运算的次数以及存储单元的多少等。1
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