基于DSP的IIR數(shù)字濾波器的設計

【摘要】根據(jù)IIR濾波器的特點，在DSP環(huán)境下用雙線性變換法設計IIR數(shù)字濾波器，并對輸入信號進行濾波分析。

【關(guān)鍵詞】DSP；數(shù)字濾波器；IIR

數(shù)字信號處理（Digital Signal Process-ing，簡稱DSP）是一門涉及許多學科而又廣泛應用于許多領域的新興學科。隨著信息時代和數(shù)字世界的到來，數(shù)字信號處理已成為今一門極其重要的學科和技術(shù)領域。在數(shù)字信號處理應用中，數(shù)字濾波器十分重要并已獲得廣泛應用。

數(shù)字濾波器與模擬濾波器相比，具有精度高、穩(wěn)定、體積小、重量輕、靈活、不要求阻抗匹配以及能實現(xiàn)模擬濾波器無法進行的特殊濾波等優(yōu)點。本文根據(jù)IIR濾波器的特點，在DSP壞境下用雙線性變換法設計IIR數(shù)字濾波器，并對原始信號進行濾波分析。

雙線性變換不會出現(xiàn)由于高頻部分超過折疊頻率而混淆到低頻部分去的現(xiàn)象，但會產(chǎn)生頻率混碟現(xiàn)象，使數(shù)字濾波器的頻響偏移模擬濾波器的頻響。由濾波器的頻譜圖和濾波前后的頻譜圖對比可知本設計選用雙線性變換法設計的IIR濾波器比較好。在同樣的技術(shù)指標的要求下，IIR濾波器所要求的階數(shù)N也比較小，實現(xiàn)起來比較容易。

事實上IIR濾波器系統(tǒng)函數(shù)的極點可以在單位圓內(nèi)的任何位置，實現(xiàn)IIR濾波器的階次較低，所用的存儲單元較少，效率高，且IIR數(shù)字濾波器能夠保留一些模擬濾波器的優(yōu)良特性。但是這些特性是以犧牲線性相位頻率特性為代價的，即用Butterworth濾波器的幅度頻率特性，得到的濾波器往往是非線性的。在許多電子系統(tǒng)中，對幅度頻率特性和線性相位特性都有較高的要求，所以IIR濾波器在這些系統(tǒng)中往往難以勝任。

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作者簡介：胥開芳（1974-），女，講師，研究方向：電工電子方面的教學與研究。