《数字信号处理》课程教学资源（PPT课件讲稿）第8章 数字滤波系统的网络结构与分析（张培珍）

第8章数字滤波系统的 网络结构与分析 课程名称:数字信号处理 任课教师:张培珍 授课班级:信计1081-1082

第8章 数字滤波系统的 网络结构与分析 课程名称：数字信号处理 任课教师：张培珍 授课班级：信计1081-1082

8.1数字滤波器的结构表示 82FIR数字滤波器的网络结构形式 38.3IIR数字滤波器的网络结构形式 48.4综合实例

1 8.1 数字滤波器的结构表示 2 4 3 8.4 综合实例 8.3 IIR数字滤波器的网络结构形式 8.2 FIR数字滤波器的网络结构形式

导入实例 8 HZICONIROL CoM 8 6 AbRA CyelonePTM P1c60240c CBC9H0525A BANK1 58。RRRR品8器B吕器品8当 FPGA的FIR抽取滤波器的设计

导入实例 8 FPGA的FIR抽取滤波器的设计

前 8 个时域离散系统或网络可以用差分方程、单 位脉冲响应及系统函数进行描述。 ∑ (n)=∑ax(n-)+∑b(n-)B()= ∑b 上式为R滤波器形式,{b}都为0时就是 个FR滤波器

一个时域离散系统或网络可以用差分方程、单 位脉冲响应及系统函数进行描述。   = = = − + − M i N i i i y n a x n i b y n i 0 1 ( ) ( ) ( ) i N i i M i i i b z a z H z − = = −   − = 1 0 1 ( ) 前言 8 上式为IIR滤波器形式，{bi }都为0时就是一 个FIR滤波器

前 8 上两式可以化成不同的计算形式(其中 MN,如直接计算、分解为多个有理函 数相加、分解为多个有理函数相乘、交 换运算次序等等。不同的计算形式和顺 序也就表现出不同的计算结构。 1-0.2z-11-0.5z H() 1-0.7z-1+0.1z 2/3 5/3 1-0.2z-11-0.5z

1 2 1 0.7 0.1 1 ( ) − − − + = z z H z 1 1 1 0 5 1 1 0 2 1 − − −  − . z . z 1 1 1 0.5 5 3 1 0.2 2 3 − − − + − − z z 前言 8 上两式可以化成不同的计算形式(其中 M≤N)，如直接计算、分解为多个有理函 数相加、分解为多个有理函数相乘、交 换运算次序等等。不同的计算形式和顺 序也就表现出不同的计算结构

研究数字滤波系统网络结构意义 8 (1)滤波器的基本特性(如有限长脉冲响应FR 与无限长脉冲响应mR决定了结构上有不同 的特点。 (2)不同结构所需的存储单元及乘法次数不同, 直接影响系统的运算速度,以及系统的复杂 程度和成本。 (3)不同运算结构的误差及稳定性不同。 本章主要讨论R和FIR滤波器的结构及其性 能

(1) 滤波器的基本特性(如有限长脉冲响应FIR 与无限长脉冲响应IIR)决定了结构上有不同 的特点。 (2) 不同结构所需的存储单元及乘法次数不同， 直接影响系统的运算速度，以及系统的复杂 程度和成本。 (3) 不同运算结构的误差及稳定性不同。 本章主要讨论IIR和FIR滤波器的结构及其性 能。 研究数字滤波系统网络结构意义 8

数字滤波器结构表示 8 数字滤波器有方框图表示法和流图表示法两种 表示方法。 x(n) x(n a ax( x( x(n)+x(n-1) X(n- 单位延时 乘常数 相加 图82方框图表示法

数字滤波器有方框图表示法和流图表示法两种 表示方法。 单位延时 乘常数 相加 z x(n) -1 x(n-1) x(n) a ax(n) x(n) x(n-1) x(n)+x(n-1) 图8.2 方框图表示法 数字滤波器结构表示 8

数字滤波器结构表示 8 x(n) x(n-1) x ax(n x(n) x(n)+x(n-1) x(n-1) 单位延时 乘常系数 相加 图83流图表示法 但从运算上看,只需要加法、单位延迟、 乘常数三种运算,因此数字滤波结构中 有三个基本运算单元,即加法器,单位 延时器,乘常系数乘法器

单位延时 乘常系数 相加 z -1 x(n) x(n-1) x(n) a ax(n) x(n) x(n-1) x(n)+x(n-1) 图8.3 流图表示法 数字滤波器结构表示 8 但从运算上看，只需要加法、单位延迟、 乘常数三种运算，因此数字滤波结构中 有三个基本运算单元，即加法器，单位 延时器，乘常系数乘法器

例 8 例8画出数字滤波器()=1-0.7=-+012方框图及 流图表示法结构。 解:数字滤波器对应的差分方程为 y(n)=x(m)+0.7y(n-1)-0.1y(n-2) 方框图和流程图表示如图所示。 x(n y(n) 0.7 0.7 0.1 a) (b)

例8.1 画出数字滤波器 方框图及 流图表示法结构。 解：数字滤波器对应的差分方程为 方框图和流程图表示如图所示。 1 2 1 0.7 0.1 1 ( ) − − − + = z z H z y(n) = x(n) + 0.7y(n −1) − 0.1y(n − 2) z -1 z -1 0.7 -0.1 0.7 -0.1 (a) (b) ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ x(n) x(n) y(n) y(n) z -1 z -1 ⑦ ⑧ 0.7 -0.1 (c) ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ y(n) z -1 z -1 ⑦ ⑧ x(n) 例 8

关于流图表示法的定义 8 (1)输入节点或源节点,如x(m)所处的节点⑦ (2)输出节点或阱节点,y(mn)所处的节点③⑧。 (3)分支节点,一个输入,一个或一个以上输 出的节点。如节点②、④、⑤和⑥。 (4)相加器(节点)或和点,有两个或两个以上输 入的节点,如节点①、③ 0.7 (b)

(1) 输入节点或源节点，如x(n)所处的节点⑦。 (2) 输出节点或阱节点，y(n)所处的节点⑧。 (3) 分支节点，一个输入，一个或一个以上输 出的节点。如节点②、④、⑤和⑥。 (4) 相加器(节点)或和点，有两个或两个以上输 入的节点，如节点①、③。 关于流图表示法的定义 8