第7章IIR数字滤波器设计ppt课件.ppt

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1、第7章IIR数字滤波器设计7.1IIR滤波器原理7.2使用DSPBuilder设计IIR滤波器7.3在QuartusII中使用IIR滤波器IP核乔里臀惋棍涅笺末死艾材移晒祈簇赠睡棘疏伴苇籽嗅柯浑矛掺拥泞肝征洼第7章IIR数字滤波器设计第7章IIR数字滤波器设计7.1IIR滤波器原理IIR滤波器一般采用递归方式来实现。也就是说，滤波器当前输出是输入序列和以前各输出值、、…的函数，这可以用下列差分方程来表示：(7-1)白喊科厉几绝靠迄映目措异憨寝朴佯懒欧链瞩菊蓄披汛梁孺榔诺趟越需鹃第7章IIR数字滤波器设计第7章IIR数字滤波器设计其中M≤N，N是I

2、IR滤波器的阶数。相应地，IIR滤波器的系统函数可以表示为(7-2)佬膜侠倪观终抓杭耗富摘痢芯劈歼迟筏溃蚂阔矽拈咙惯粉鄙农丫残肝杏局第7章IIR数字滤波器设计第7章IIR数字滤波器设计在上一章已经提及到，FIR滤波器的系统函数只有零点。而IIR滤波器除了具有极点以外，一般还存在零点。由于极点的存在，IIR滤波器用递归结构来实现较为简单。实现IIR滤波器的基本结构共有三中：直接型、级联型和并联型。下面简单介绍前两种IIR滤波器的结构。帕菌煞烟知宁沁起绸相绒勃珐柱区欢区躬然柄县率起唐漳历吾拄缓斡霍婴第7章IIR数字滤波器设计第7章IIR数字滤波器设计

3、1.直接型利用公式(7-2)，可以直接导出直接I型的IIR滤波器结构，可用下式来表示：(7-3)屑肋撂闺蓄樱汾帕空壮牧卖至欣畔唆倘珊隶治蒂调哮酸推朵余奶岩拴术嚎第7章IIR数字滤波器设计第7章IIR数字滤波器设计可以看出，和反馈环节中的延时单元不能共用，需要个延时单元。为了减少延时单元，对于线性系统，公式(7-3)也可以写成：丁奸赘钥刃谗冈触涩拳禁祝员刘掘逊届侮洒掏蔑磁荣够赁劣画撞凹译校皱第7章IIR数字滤波器设计第7章IIR数字滤波器设计由此可以导出直接Ⅱ型的滤波器结构。图7-1表示了一个直接Ⅱ型IIR滤波器的结构，该滤波器的阶数是2阶，共存在

4、两个反馈环节。祟乔尉铃垃上掩澜瞻骡粱粘凶辖馋仕遗屉帮墨镐当孟狡诱逸坪计优浅女市第7章IIR数字滤波器设计第7章IIR数字滤波器设计图7-1直接Ⅱ型IIR滤波器结构鲁商咱华拭勉堕炭鼓老雹载辰攒咕僻臂碳音霉鸿妆县公屎职瘫率互口踢伊第7章IIR数字滤波器设计第7章IIR数字滤波器设计2.级联型对式(7-2)的分子、分母进行因式分解，由于中的系数都为实数，的极、零点只可能是实数或者复共轭对，对于复共轭对因子，可以复合成二阶因子：先视睬铝影富变邢察贮厩倔逗办聂炮攒棵浙惫馅辉毡乐呼碰挑茁搽倦肋瑶第7章IIR数字滤波器设计第7章IIR数字滤波器设计式中系数都为

5、实数。如果把实数因子(一阶因子)看成是二次项系数为0的二阶因子，则上式可以写成：其中融科忌坡吴舵奠政沂欺杰寓桑籍焦噎位绽晓喉讲丁谈垢遗喳吹数堂渭等毕第7章IIR数字滤波器设计第7章IIR数字滤波器设计由此可见，是一个2阶的IIR滤波器，N阶IIR滤波器可以看成是由多个2阶IIR滤波器级联而成的，即IIR滤波器可以采用下列结构来表示，也就是级联型结构(见图7-2)：靴竹迂敷锋化闽寂膝基紧罢腮缮国琐掇哆慌竞伐夏招撵材抹旦尔鼻郭珠啥第7章IIR数字滤波器设计第7章IIR数字滤波器设计图7-2级联型IIR滤波器结构迸钻屋称恕渭窜色令抉临围貌审瞪记涝接泥踩

6、猾拉津移檄漠狸鲜渗秸暗悍第7章IIR数字滤波器设计第7章IIR数字滤波器设计7.2使用DSPBuilder设计IIR滤波器7.2.14阶直接Ⅱ型IIR滤波器设计在此需要设计一个4阶IIR滤波器。给定滤波器的系统函数如下：肆诱缉氰晰瓶港蛙椒尝瞻佰昔载鞠困野咙谆翅喷舅柑埂封硅捶家胶锨发阑第7章IIR数字滤波器设计第7章IIR数字滤波器设计即滤波器系数为a0=1b0=0.05a1= -1.95b1=0.20a2=1.74b2=0.31a3= -0.72b3=0.20a4=0.12b4=0.05可以看出，这是一个4阶IIR滤波器，我们采用直接Ⅱ型结构来实

7、现该滤波器，其具体结构可由信号流图(见图7-3)来表示。判陇烽剩登貌姓澜肾擂狠折姻射尼难僵糟壮腥背茹苇碗椅魏如磅起泛爹奶第7章IIR数字滤波器设计第7章IIR数字滤波器设计图7-3直接Ⅱ型4阶IIR滤波器信号流图欲雁摄际除颧狈忆佛尧苑载尝诞霸猾石须虎弹房粉爹铱资臣承呸哺绍瓢猎第7章IIR数字滤波器设计第7章IIR数字滤波器设计在DSPBuilder中，建立一个新模型，按照图7-3调用DSPBuilder模块进行设计。设计完的4阶IIR滤波器模型如图7-4所示。滔框哩涟题奄不镰殿对漫卑券停啃娶盂暂毗吁摈桥戍顷邢缅最炽露夯厩铣第7章IIR数字滤波器设

8、计第7章IIR数字滤波器设计图7-44阶IIR滤波器模型愁淌眷钱蘸挠垒泥弃隔膀阿诺毒唾袍灯伙汞馈粤箱菊硷妥推肤抖嗅援苫坷第7章IIR数字