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第五章 IIR 數位濾波器設計. 濾波器的功能乃對於數位信號進行處理 ﹐ 以滿足系統的需求規格。其作法為設計一個系統的轉移函數 ﹐ 或者差分方程式 ﹐ 使其頻率響應落在規格的範圍內。本章探討的是其中一種方法 ﹐ 稱為 Infinite impulse register(IIR) 。 IIR 架構說明。 各種不同頻帶 (Band) 濾波器的設計方法。. 類比濾波器設計 5.1.1 類比與數位濾波器優缺點比較. 優點: 溫度的穩定性。 濾波器的規格、準確度與穩定度 ﹐ 可以靠增加的位元長度達成。 數位濾波器具備適應性 (Adaptability) 。
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第五章IIR數位濾波器設計 • 濾波器的功能乃對於數位信號進行處理﹐以滿足系統的需求規格。其作法為設計一個系統的轉移函數﹐或者差分方程式﹐使其頻率響應落在規格的範圍內。本章探討的是其中一種方法﹐稱為Infinite impulse register(IIR)。 • IIR架構說明。 • 各種不同頻帶(Band)濾波器的設計方法。
類比濾波器設計5.1.1 類比與數位濾波器優缺點比較 • 優點: • 溫度的穩定性。 • 濾波器的規格、準確度與穩定度﹐可以靠增加的位元長度達成。 • 數位濾波器具備適應性(Adaptability)。 • 能夠同時處理多組數位信號。 • 缺點: • 有頻寬限制。 • 會產生有限長度效應(Finite length effect)。
5.1.2 低通濾波器(Lowpass filter)規格 • 其種類低通(lowpass)、高通(Highpass)、帶通(Bandpass)、帶拒(Bandstop)等四種。規格有導通的頻率、截止的頻率、起伏參數、衰減參數等。濾波器的一般規格﹐如圖5.1-1所示:
圖5.1-2 平方增益大小絕對值形式之濾波器設計規格圖
各種不同IIR結構的組成方式。 • 直接形式(Direct form) • 表示成直接形式如圖5.2-2﹐有直接形式1(Direct form I)與直接形式2(Direct form II)。 • 串聯形式(Cascade form) • 由二組直接形式串聯而成﹐如圖5.2-3。 • 並聯形式(Parallel form) • 由二組直接形式並聯而成﹐如圖5.2-4。
5.2.2 由Impulse invariance求數位濾波器 • 經由類比濾波器的設計﹐可以經由映射(Maping)的技巧將S domain映射到Z domain。其示意圖如圖5.2-5。
5.2.3 由Bilinear Transformation求數位濾波器 • 示意圖如圖5.2-9。