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2022-8-30 1 4.1.1 数字滤波器的优点 (1)  数字滤波器除占据一定程序空间外，不需额外的硬件电路; (2)  数字滤波器抗干扰能力强。滤波器特性一般不受外界环境（如温度、湿度等）的影响，没有模拟电容的元件老化问题; (3)  数字滤波可工作于极低频率，也可实现模拟滤波器难以实现的线性相位系统; (4)  通过编程可以随时修改或调整滤波特性。 当然数字滤波器也有其弱点，主要是运算过程中有量化误差，工作频率较低，超过20MHz的DF设计比较困难。 第1页/共47页 2022-8-30 2 4.1.2 信号与噪声的关系 为了滤去信号中混有的噪声，首先必须明确信号和噪声之间的关系，一般可将信号和噪声的关系分成以下四类： (1)  信号和噪声线性相加，且两者频率不重叠。经典滤波 (2)  信号和噪声线性相加，但两者频率有重叠。 此种情况下，噪声通常为随机噪声 (3)  信号和噪声互为乘积关系，即 现代滤波 (4)信号和噪声互为卷积关系，即 第2页/共47页 2022-8-30 3 4.1.2 信号与噪声的关系 实际数字系统中，信号可能被多种噪声所污染。如果各噪声互不相关，则可以简单地对它们各个分析。(3)、(4)类信号的滤波属于广义线性滤波。首先要将信号和噪声的关系经过取对数或取Z变换等变成线性相加的关系，然后进行相应的滤波，最后经过逆变换得到滤去噪声的信号；(2)类信号滤波可采用平滑平均滤波，或采用相关技术检测信号；第(1)类信号的滤波，是最常见、最简单的一种滤波，也是其它各类滤波器设计的基础。这里我们主要讨论第(1)类的数字滤波器的设计。 第3页/共47页 2022-8-30 4 4.1.3 数字滤波器的设计过程 数字滤波器除了具有数字信号处理的一般优点，即稳定、重复性好和适应性强之外，它还具有高性能（没有相位偏差）和可预见性：可以用仿真软件来对一个设计预先测试。 它的设计过程如下： 1)    确定滤波器的性能指标； 2)  将这些技术指标用一个因果时域离散 系统逼近； 3） 用有限精度算法实现该系统。 第4页/共47页 2022-8-30 5 4.2 模拟滤波器 Analog Filter—AF 的设计 数字滤波器是一种数字式的处理设备，它的设计是建立在对离散系统分析的基础上，但是在某些（如递归型）数字滤波器的设计过程中，为了保留模拟滤波器的良好特性，往往按给定的指标先设计一个模拟滤波器，然后再进行数字化，所以了解模拟滤波器的特性和设计方法是很必要的。 第5页/共47页 2022-8-30 6 4.2 模拟滤波器 Analog Filter—AF 的设计 一、有关基本概念 0．Some fundamental concepts Analog filters : Frequency-selective electrical circuits that are used to amplify or attenuate a single sinusoidal signal component or a portion of the signal frequency spectrum. Passband: The range of frequency in which the sinusoidal signals are amplified or passed without considerabale attenuation. Stopband: The frequency range in which the sinusoidal signals are significantly attenuated. Specification:The required minimum and maximum of the attenuation or amplication ,along with the corresponding edge frequencies of the passbands and stopbands. 第6页/共47页 2022-8-30 7 4.2 模拟滤波器 Analog Filter—AF 的设计 一、有关基本概念 1．无失真条件 non-distortion conditions 第7页/共47页 2022-8-30 8 4.2 模拟滤波器 Analog Filter—AF 的设计 第8页/共47页 2022-8-30 9 4.2 模拟滤波器 Analog Filter—AF 的设计 幅度响应是一常数，表明信号通过线性系统后