(1) 精度和稳定性高;
(2) 系统函数容易改变,因而灵活性高;
(3) 不存在阻抗匹配问题;
(4) 便于大规模集成;
(5) 可以实现多维滤波,一个数字滤波器可以用系统函数表示为:
直接由H(z)得出,表示输入输出关系的常系数线性差分方程为:
可以用两种方法来实现数字滤波器:一种方法是采用通用计算机,利用计算机的存储器、运算器和控制器把滤波器所完成的运算编成程序通过计算机来执行,也就是采用计算机软件来实现;另一种方法是设计专用的数字硬件来实现。数字滤波器有IIR和FIR两种。从结构上看,IIR数字滤波器采用递归结构,FIR数字滤波器主要采用非递归的结构。由于无限冲激响应滤波器IIR具有无限记忆和运算项数较少的特点,本文将介绍由IIR滤波器满足“终端机”中滤波器技术指标的设计方法与实现。
3、 IIR滤波器的设计理论和方法
递归型滤波器的结构及其转移函数的形式决定了他的设计方法,递归滤波器的转移函数一般为式(1)的形式。设计递归滤波器就是确定滤波器的系数ak和bk,使他满足滤波器的技术指标。
3.1 递归滤波器的设计
设计IIR数字滤波器的方法主要有两种。一种利用模拟滤波器的理论来设计;另一种是计算机辅助设计,也就是利用最优技术进行设计。他的设计步骤如下:
(1) 确定满足要求技术指标的模拟滤波器的转移函数H(s);
(2) 把模拟滤波器数字化。利用模拟滤波器来设计数字滤波器,就是要把s平面映射到z平面,使模拟系统函数Ha(s)变换成所需的数字滤波器的系统函数H(z),这种由复变量s到复变量z之间的映射关系,必须满足两条基本要求: