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数字信号处理/模拟滤波器设计

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在数字信号处理书籍中专门有一节介绍模拟滤波器设计可能看起来很奇怪。然而,这其中是有道理的。事实证明,数字滤波器可以使用模拟滤波器来建模,而模拟技术——在数字系统出现之前已经深入研究了很多年——可以用来快速高效地设计数字滤波器。

以下章节将展示一些模拟滤波器设计中涉及的技术,以及将模拟滤波器从一种类型转换为另一种类型。本节将以双线性变换一章结束,双线性变换将模拟滤波器的数学表示转换为等效数字滤波器的方程。

模拟设计流程

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数字滤波器可以通过以下步骤使用模拟设计方法进行设计

  1. 滤波器规格在数字域中指定。滤波器类型(高通、低通、带通等)被指定。
  2. 设计一个等效的低通滤波器来满足这些规格。
  3. 使用频谱变换将模拟低通滤波器转换为正确的滤波器类型。
  4. 使用特定的映射将模拟滤波器转换为数字滤波器。

有许多不同类型的频谱变换,并且有许多从模拟到数字滤波器的映射。最著名的映射称为双线性变换,我们将在另一章中讨论它。

巴特沃斯

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巴特沃斯滤波器在通带中具有平坦的响应,并且具有足够的滚降速率。巴特沃斯滤波器是一种良好的“全能型”滤波器,它易于理解,适用于音频处理等应用。

切比雪夫 I

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切比雪夫 1 型滤波器在滤波器的通带中具有纹波。

切比雪夫 II

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切比雪夫 2 型滤波器在阻带中具有纹波。

该滤波器在通带和阻带中具有等纹波(相同量的纹波)。

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