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IIR数字滤波器的最通用的方法是借助于模拟滤波器的设计方法模拟滤波器设计已经有了相当成熟的技术和方法有完整的设计公式还有比较完整的图表可以查询因此设计数字滤波器可以充分利用这些丰富的资源来进行
对于IIR数字滤波器的设计具体步骤如下
1按照一定的规则将给出的数字滤波器的技术指标转换为模拟低通滤波器的技术指标
2根据转换后的技术指标设计模拟低通滤波器GsGs是低通滤波器的传递函数
3再按照一定的规则将Gs转换成HzHz是数字滤波器的传递函数若设计的数字滤波器是低通的上述的过程可以结束若设计的是高通带通或者是带阻滤波器那么还需要下面的步骤
将高通带通或带阻数字滤波器的技术指标转换为低通模拟滤波器的技术指标然后设计出低通Gs再将Gs转换为Hz
IIR数字滤波器的系统函数可以写成封闭函数的形式
IIR数字滤波器采用递归型结构即结构上带有反馈环路IIR滤波器运算结构通常由延时乘以系数和相加等基本运算组成可以组合成直接型正准型级联型并联型四种结构形式都具有反馈回路由于运算中的舍入处理使误差不断累积有时会产生微弱的寄生振荡
IIR数字滤波器在设计上可以借助成熟的模拟滤波器的成果如巴特沃斯契比雪夫和椭圆滤波器等有现成的设计数据或图表可查其设计工作量比较小对计算工具的要求不高在设计一个IIR数字滤波器时我们根据指标先写出模拟滤波器的公式然后通过一定的变换将模拟滤波器的公式转换成数字滤波器的公式
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最低滤波器阶数在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低但是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
另外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
滤波器的主要参数:中心频率(CenterFrequency):滤波器通带的频率f0,一般取f0=(f1+f2)/2,f1、f2为带通或带阻滤波器左、右相对下降1dB或3dB边频点。窄带滤波器常以插损最小点为中心频率计算通带带宽。截止频率(CutoffFrequency):指低通滤……阅读全文 >>
滤波器是一种选频装置,可以使信号中特定的频率成分通过,而极大地衰减其他频率成分。利用滤波器的这种选频作用,可以滤除干扰噪声或进行频谱分析。换句话说,凡是可以使信号中特定的频率成分通过,而极大地衰减或抑制其他频率成分的装置或系统都称之为滤波器。滤波器,是对波进行过滤的器件。“波”是……阅读全文 >>
一个理想的带通滤波器应该有一个完全平坦的通带,在通带内没有放大或者衰减,有源带通滤波器电路并且在通带之外所有频率都被完全衰减掉,另外,通带外的转换在极小的频率范围完成。实际上,并不存在理想的带通滤波器。滤波器并不能够将期望频率范围外的所有频率完全衰减掉,尤其是在所要的通带外还有一……阅读全文 >>
高通与低通滤波器的最常见拓扑是SallenKey。萨顿斯低通滤波器高通它只需一个运放(图1a和1b)。多通(道)滤波器常用作带通滤波器(图1c),而且它还只需要一个运放。图2及图3示出了双二阶滤波器部分的拓扑。每种结构都能实现完整的通用滤波器传递函数。图2所示电路使用三个运放,并……阅读全文 >>
片式滤波器有贴片式和引线式两种,体积小,可用于表面安装,节约PCB空间和安装时间。树脂密封封装滤波器这种滤波器根据安装方式不同分为两种:焊接式和螺纹安装式,电路结构有C型、L型、LC型、Pi型、T型可以选用。玻璃密封封装滤波器采用玻璃封装,适用于恶劣的环境,滤波性能高,广泛用于军……阅读全文 >>
数字滤波器有低通、高通、带通、带阻和全通等类型。1、低通低通滤波器有很多种,其中,最通用的就是巴特沃斯滤波器和切比雪夫滤波器。2、高通高通滤波器,一种让某一频率以上的信号分量通过,而对该频率以下的信号分量大大抑制的电容、电感与电阻等器件的组合装置。其特性在时域及频域中可分别用冲激……阅读全文 >>
电源滤波器的目的是在抑制电磁噪声,噪声的影响可分为以下二种:1)发射(Emissions):是要将由设备产生,影响电源或其他设备的噪声降到法规(例如FCCpart15)允许值以下,例如由开关电源产生的噪声。2)抗扰(Immunity):是要将进入设备的噪声降低到不会使设备出现异常……阅读全文 >>
板上滤波器虽然对高频的滤波效果不理想,但是如果应用得当,可以满足大部分民用产品电磁兼容的要求。在使用时要注意以下事项:如果决定使用板上滤波器,在布线时就要注意在电缆端口处留出一块“干净地”,滤波器和连接器都安装在“干净地”上。通过前面的讨论,可知信号地线上的干扰是十分严重的。如果……阅读全文 >>
电源滤波器一般都设计为只由电阻、电容及电感组成的被动滤波器,没有像晶体管之类的主动元件。右图是一个电源滤波器的例子,电源滤波器的上方接电源,电源端有一个共模电感,也就是电源的二条线依同一个方向绕在铁心上,电源线上若有共模讯号,其在共模电感产生的磁场会相加,因此有较大的阻抗,而差模……阅读全文 >>
接地故障断路器对于ClassI(有接地的设备)而言,单相电源的二个Y电容会造成流经接地导体电流的增加提高。医疗设备要求接地漏电流不得超过0.5mA,其他保护等级ClassI的设备接地漏电流不得超过3.5mA。也因此Y电容的大小会受到限制若接地漏电保护插座上有多台设备使用电源滤波器……阅读全文 >>