IIR滤波器有下列特点:I、系统的单位抽样响应h(n)是无限长的;
II、从线性差分方程来看,必须至少有某一个ak0,也就是说结构上一定存在着输出到输入的反馈,或者说一定是递归型结构;
III、由系统函数可知,由于至少有某一个ak0,故系统函数H(z)在有限z平面(0<z
<)上,一定有极点存在;
IV、系统函数中,若只有b0不为零。其他bk=0则称为全级点型的IIR滤波器或称自回归系统,只要有两个或多个bk不等于0,则称为零-极点型IIR滤波器或称自回归滑动平均系统;
V、IIR滤波器同一个H(z)可以有直接I型,直接II型、级联型、并联型结构,还有格性结构;
VI、单位冲激响应h(n)为实数,则线性差分方程和系统函数中的所有系数(ak,bk)都应为实数。
⑵有限长冲激响应(FIR)数字滤波器。其系统函数可表示为z-1的多项式,即
其中h(n)是系统的单位冲激响应,显然当ai=0时,H(z)在有限z平面只有零点,如果是因果系统则全部极点在z=0处。系统不存在反馈网络。两种滤波器的运算结构是不同的,其设计方法也是不同的。
2、按滤波器幅度响应分类。有低通、高通、带通、带阻、全通等滤波器的理想幅度响应,按照奈奎斯特抽样定
理,信号最高频率f只能限于ffs(f为抽样频率)
h h 2 s
3、按相位响应分类。可以分为线性相位、非线性相位的数字滤波器,如果要求严格的线性相位,则必须用FIR线性相位滤波器。
3。3 IIR数字滤波器的设计原理文献综述
IIR数字滤波器是一类递归型的线性时不变因果系统,其差分方程可以写为:
进行z变换,可得:
于是得到IIR数字滤波器的系统函数:
3。4 IIR数字滤波器的设计方法:
对系统函数中有理函数的分子、分母多项式进行因式分解,可以得到:
其中ci为零点而di为极点。H(z)的设计就是要确定系数、或者零极点,以使滤波器满足给定的性能指标。下文主要介绍两种设计方法。
3。4。1 冲激响应不变法
在已知模拟滤波器的系统函数Ha(s)的情况下,如何求相应的数字滤波器的系统函数H(z)。s是模拟复频率,Ha(s)也是模拟滤波器的冲激响应ha(t)的拉氏变换。1、冲激响应不变法的变换方法