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數字訊號處理/模擬濾波器設計

來自華夏公益教科書

在數字訊號處理書籍中專門有一節介紹模擬濾波器設計可能看起來很奇怪。然而,這其中是有道理的。事實證明,數字濾波器可以使用模擬濾波器來建模,而模擬技術——在數字系統出現之前已經深入研究了很多年——可以用來快速高效地設計數字濾波器。

以下章節將展示一些模擬濾波器設計中涉及的技術,以及將模擬濾波器從一種型別轉換為另一種型別。本節將以雙線性變換一章結束,雙線性變換將模擬濾波器的數學表示轉換為等效數字濾波器的方程。

模擬設計流程

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數字濾波器可以透過以下步驟使用模擬設計方法進行設計

  1. 濾波器規格在數字域中指定。濾波器型別(高通、低通、帶通等)被指定。
  2. 設計一個等效的低通濾波器來滿足這些規格。
  3. 使用頻譜變換將模擬低通濾波器轉換為正確的濾波器型別。
  4. 使用特定的對映將模擬濾波器轉換為數字濾波器。

有許多不同型別的頻譜變換,並且有許多從模擬到數字濾波器的對映。最著名的對映稱為雙線性變換,我們將在另一章中討論它。

巴特沃斯

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巴特沃斯濾波器在通帶中具有平坦的響應,並且具有足夠的滾降速率。巴特沃斯濾波器是一種良好的“全能型”濾波器,它易於理解,適用於音訊處理等應用。

切比雪夫 I

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切比雪夫 1 型濾波器在濾波器的通帶中具有紋波。

切比雪夫 II

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切比雪夫 2 型濾波器在阻帶中具有紋波。

該濾波器在通帶和阻帶中具有等紋波(相同量的紋波)。

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