《测试信号分析与处理》课程教学资源（课件讲稿，打印版）第六章 滤波器的原理与结构

第六章滤波器原理与结构 6.1 滤波器的原理及分类 6.2 常用模拟滤波器的设计 6.3 数字滤波器的基本网络结构及其信号流图

内容提要 数字滤波器属于线性时不变离散时间系统的范畴。 它具有稳定性好、精度高、灵活性大等突出优点。 本章主要介绍滤波器的原理及分类、常用模拟滤 波器的设计方法及数字滤波器的基本结构

第一节滤波器的原理及分类 滤波器基本概念 滤波器分类 数字滤波器技术要求

一、 滤波器基本概念 ·滤波器可以用描述线性时不变系统的输入输出关 系的数学函数来表示，如图6-1所示。 线性时不变 图6-1滤波器的时域输入输出关系

一、 滤波器基本概念 在时域中输入输出关系用公式表示为 y(n)=x(n)*h(n) 若x(n)，,y(n)的傅里叶变换存在，则输入输出的 频域关系为： Y(eo)=X(ejo)H(ejw》

二、滤波器分类 根据滤波器所处理的信号不同：主要分模拟滤波器 和数字滤波器两种形式。 从功能上分类：滤波器可以分为低通、高通、带通 和带阻滤波器。它们的理想幅频特性如图6-3所示。 H,(jo) H(jo) ↑H(jo 高通 带通 图6-3各种理想滤波器的幅频特性

二、滤波器分类 从实现的网络结构或者从单位冲激响应分类：数字 滤波器可以分成无限脉冲响应(IIR)滤波器和有 限脉冲响应(FIR)滤波器。它们都是典型线性时 不变离散系统，其系统函数分别为 ∑brz H(z)=r= 1-∑e (6-1) k=1 N-1 H(z)=∑h(n)zn (6-2) n=0

三、数字滤波器技术要求 ·常用的数字滤波器一般属于选频滤波器。假设数字 滤波器的传递函数H(e)用下式表示 H(e)H(e)lei() ÷选频滤波器的技术要求一般由幅频特性给出，相频 特性一般不作要求，但如果对输出波形有要求，则 需要考虑相频特性的技术指标，例如在语音合成、 波形传输、图像信号处理等应用场合。如果对输出 波形有严格要求，则需要设计线性相位数字滤波器

三、数字滤波器技术要求 4H(e) 0.707 δ2 2 22e 2 图6-4低通滤波器的技术要求

第二节常用模拟滤波器的设计 》模拟滤波器按幅频特性可分为低通、高通、带通 和带阻滤波器。设计滤波器时，总是先设计低通 滤波器，再通过频带变换将低通滤波器转换成希 望类型的滤波器。下面先介绍模拟低通滤波器的 设计方法，然后再介绍模拟高通、带通、带阻滤 波器的设计方法