1、近代(jndi)數字信號處理(Advanced Digital Signal Processing) 電子信息工程學院信號(xnho)與圖像處理研究室共二十七頁IIR數字濾波器設計的基本思想模擬低通濾波器設計模擬域頻率變換脈沖響應不變法(bin f)雙線性變換法IIR數字濾波器的基本結構利用MATLAB設計IIR DFIIR數字(shz)濾波器的設計共二十七頁IIR數字(shz)濾波器的基本結構直接(zhji)型結構級聯型結構并聯型結構共二十七頁IIR數字(shz)濾波器的直接型結構共二十七頁 直接(zhji) I 型結構設M=NIIR數字(shz)濾波器的直接型結構共二十七頁 直接(zhji

2、) I 型結構IIR數字(shz)濾波器的直接型結構將H2(z)系統的延時器與H1(z)系統的延時器共用交換H1(z) H2(z)兩級聯子系統的級聯順序共二十七頁 直接(zhji) II 型結構IIR數字(shz)濾波器的直接型結構共二十七頁 轉置(zhun zh)直接 II 型結構IIR數字(shz)濾波器的直接型結構共二十七頁 IIR數字濾波器的直接(zhji)型結構優缺點 優點：簡單直觀 缺點(qudin)：1. 改變某一個ak 將影響所有的極點。2. 改變某一個bk 將影響所有的零點。3. 對有限字長效應太敏感，容易出現不穩定現象。 對于三階以上的IIR濾波器，幾乎都不采用直接型結構，

3、而是采用級聯型、并聯型等其他形式的結構。IIR數字濾波器的直接型結構共二十七頁 將濾波器系統函數H(z)的分子和分母(fnm)分解為一階和二階實系數因子之積的形式畫出各二階基本(jbn)節的直接型結構，再將它們級聯。二階基本節IIR數字濾波器的級聯型結構共二十七頁IIR數字(shz)濾波器的級聯型結構基于(jy)直接II型的級聯型結構 級聯型結構信號流圖共二十七頁IIR數字(shz)濾波器的級聯型結構基于轉置(zhun zh)直接II型的級聯型結構 級聯型結構信號流圖共二十七頁 IIR數字(shz)濾波器的級聯型結構優點硬件實現時，可以用一個二階節進行時分復用。每一個基本節系數變化只影響(yn

4、gxing)該子系統的零極點。對系數變化的敏感度小，受有限字長的影響比直接型低。IIR數字濾波器的級聯型結構共二十七頁 將濾波器系統函數H(z)展開成部分分式之和，并將一階系統仍采用(ciyng)二階基本節表示畫出各二階基本節的直接型結構(jigu)，再將它們并聯。IIR數字濾波器的并聯型結構共二十七頁IIR數字(shz)濾波器的并聯型結構 并聯(bnglin)型結構信號流圖基于直接II型的并聯型結構 共二十七頁基于轉置直接(zhji)II型的并聯型結構 IIR數字(shz)濾波器的并聯型結構 并聯型結構信號流圖共二十七頁 IIR數字(shz)濾波器的并聯型結構優缺點 優點： 1. 運算速度快

5、。 2. 各基本節的誤差(wch)互不影響。 3. 可以單獨調整極點的位置。 缺點: 不能向級聯型那樣直接調整零點。IIR數字濾波器的并聯型結構共二十七頁例：已知某三階數字(shz)濾波器的系統函數為試畫出其直接型、級聯型和并聯(bnglin)型結構。將系統函數H(z)表達為解： 直接型共二十七頁例：已知某三階數字濾波器的系統(xtng)函數為試畫出其直接(zhji)型、級聯型和并聯型結構。解： 級聯型將系統函數H(z)表達為一階、二階實系數分式之積共二十七頁例：已知某三階數字濾波器的系統(xtng)函數為試畫出其直接(zhji)型、級聯型和并聯型結構。解： 并聯型將系統函數H(z)表達為部分

6、分式之和的形式共二十七頁例題(lt)結論：由系統函數畫直接型結構的規律 (1) 畫出n個級聯的延時器。(2) 將各延時器的輸出反饋連接到輸入端的加法器形成(xngchng)反饋回路，這些反饋回路的系統函數分別為 (3) 將輸入端加法器的輸出和各延時器的輸出正向連接到輸出端的加法器構成前向通路，各條前向通路的系統函數分別為 共二十七頁例題(lt)結論：由系統函數畫級聯型和并聯型結構 級聯型結構(jigu)：(1) 將系統函數H(z)表達為一階、二階實系數分式之積(2) 分別畫出每個一階、二階子系統的直接型結構，再將它們級聯。 并聯型結構：(1) 將系統函數H(z)表達為一階、二階實系數分式之和(

7、2) 分別畫出每個一階、二階子系統的直接型結構，再將它們并聯。共二十七頁H(z)=1+a z-NH0(z)=1/H(z)=1/(1+a z-N)信號處理(xn ho ch l)（回聲消除）共二十七頁信號處理(xn ho ch l)（回聲消除）共二十七頁信號處理（回聲(hushng)消除）load mtlb;x=mtlb;M=length(x);a=0.9;N=3000;x0=x,zeros(1,N);xN=zeros(1,N),x;y=x0+a.*xN;wavwrite(y,8000,32,H:2013dspMatlab_programsecho11.wav)%sound(y);yy=xcor

8、r(y,y);L=length(yy);%wavwrite(y,a.wav);subplot(321);stem(x0,.);title(Signal xk);grid onsubplot(323);stem(y,.);title(yk=xk + a*xk-N);grid onRxx,n = xcorr(x0,x0);subplot(322);stem(n,Rxx,r.);title(Rxxn);grid onRyy,n = xcorr(y,y);共二十七頁信號處理（回聲(hushng)消除）subplot(324);stem(n,Ryy,r.);title(Ryyn);grid onL=le

9、ngth(y);xx0=zeros(1,L);for k=1:L if kN xx0(k)=y(k)-a*xx0(k-N); else xx0(k)=y(k); endend%sound(xx0);wavwrite(xx0,8000,32,H:2013dspMatlab_programsecho00.wav)subplot(325);stem(xx0,b.);title(x0k=Echo Cancellation from yk);subplot(326)stem(xx0-x0,r.);title(Difference between xk and x0k);共二十七頁內容摘要近代數字信號處理(Advanced Digital Signal Processing)。3. 對有限字長效應太敏感(mngn)，容易出現不穩定現象。對系數變化的敏感(mngn)度小，受有限字長的影響比直接型低。將濾波器系統函數H(z)展開成部分分式之和，并將一階系統仍采用二階基本節表示。(1) 將系統函數H(z)