没有合适的资源?快使用搜索试试~ 我知道了~
巴特沃斯滤波器,切比雪夫滤波器,椭圆滤波器,贝塞尔滤波器,四大滤波器算法介绍 FIR滤波器与IIR滤波器的区分,特点与区别描述
需积分: 5 17 下载量 152 浏览量
2023-10-07
13:55:43
上传
评论 2
收藏 567KB PDF 举报
温馨提示
试读
16页
详细列举了巴特沃斯滤波器,切比雪夫滤波器,椭圆滤波器,贝塞尔滤波器,四大滤波器算法介绍以及各自的特点和区别,还附带讲解了FIR滤波器与IIR滤波器的区分,特点与区别描述。后面还深入的讲解了切比雪夫滤波器的实现方法,原理以及代码实例。一个学习经典数字滤波器的好资料,分析给大家,共同进步。 详细列举了巴特沃斯滤波器,切比雪夫滤波器,椭圆滤波器,贝塞尔滤波器,四大滤波器算法介绍以及各自的特点和区别,还附带讲解了FIR滤波器与IIR滤波器的区分,特点与区别描述。后面还深入的讲解了切比雪夫滤波器的实现方法,原理以及代码实例。一个学习经典数字滤波器的好资料,分析给大家,共同进步。 详细列举了巴特沃斯滤波器,切比雪夫滤波器,椭圆滤波器,贝塞尔滤波器,四大滤波器算法介绍以及各自的特点和区别,还附带讲解了FIR滤波器与IIR滤波器的区分,特点与区别描述。后面还深入的讲解了切比雪夫滤波器的实现方法,原理以及代码实例。一个学习经典数字滤波器的好资料,分析给大家,共同进步。 重要的事说3遍。
资源推荐
资源详情
资源评论
JOYNEXT-
Internal
四种滤波器的特点及区别分析
【导读】滤波器的主要功能是为了去除不想要的频率成分,并且尽可能完整地保留需要的
频率成分。现今最常用的四种 IIR 滤波器分别为:巴特沃斯、贝塞尔、切比雪夫和椭圆滤
波器。下面将详细阐述以下这四种滤波器的特点以及区别。
通过判断对一个脉冲激励的响应能否在足够长的时间内完全衰减为 0,可以将滤波器分为无
限脉冲响应(IIR)和有限脉冲响应(FIR)两种。
在上世纪初滤波器刚刚问世的时候,其功能主要是通过电子电路的方式实现(电阻、电容以
及电感组成的电路,即模拟滤波器)。当时滤波器的使用要求非常高,工程师们不但要有非
常深厚的基础理论知识,更要有足够的使用经验,才能正确地设计出合适的滤波器。
随着科技的发展,尤其是计算机以及各种集成电路的发展,滤波器技术也越来越成熟,数字
滤波器也随之出现。这种滤波器使用一系列数字乘法器、加法器以及时延器来实现对离散信
号的滤波功能,在已知传递函数的基础上,设计出滤波器所需参数,然后写入其程序。
滤波器的主要功能是为了去除不想要的频率成分,并且尽可能完整地保留需要的频率成分。
现今最常用的四种 IIR 滤波器分别为:巴特沃斯、贝塞尔、切比雪夫和椭圆滤波器。下面将
详细阐述以下这四种滤波器的特点以及区别。
巴特沃斯(Butterworth)滤波器
巴特沃斯滤波器首先由英国物理学家 Stephen Butterworth 于 1930 年发明出来。他曾经指
出:一个理想的滤波器不应仅仅将不需要的成分剔除,同时也要能够完整地保留需要的成
分。这样理想的滤波器在理论上本难以实现,但是 Butterworth 提出,如果使用足够多合适
JOYNEXT-
Internal
的元器件将可以无限接近这种理想滤波器的要求。他在论文中指出,如果一个低通滤波器的
截止频率为 1rad/s,那么可以将其幅值增益设计为
其中ω为角频率,n 为该滤波器的阶次。
一个这样的三阶滤波器可以如图示电路实现
这个电路的传递函数为
各元器件的值设置如下:C2=4/3 F,R4=1 Ω,L1=3/2 H,L3=1/2 H。所以传递函数可以
写为
使用 jω代替 s 之后,该传递函数的幅值增益即
JOYNEXT-
Internal
所有的滤波器设计都是在原型滤波器(低通滤波器)的基础上进行的,将传递函数的 s 用 1/s
替换,则可以得到高通滤波器;如果将低通和高通滤波器串联即可得到带通滤波器。N 阶
Butterworth 低通滤波器的传函幅值增益如下
其中 n 为滤波器阶数;ω
c
为截止频率;G
0
为直流增益,即在频率零点处的增益,如果是低
通的话,一般设置为 1。
注:滤波器的阶数是指滤波器的传递函数中有几个极点。阶数同时也决定了转折区的下降速度,一般每增
加一阶(一个极点),就会增加 -20dBDec (-20dB 每 10 倍频程)
根据此特性要求,巴特沃斯低通滤波器的传递函数可由 Butterworth 多项式来实现,即
传递函数为
下图为 1 阶到 6 阶截止频率为 1000Hz 的 Butterworth 低通滤波器的幅值特性曲线
JOYNEXT-
Internal
Butterworth 低通滤波器
由图可见,阶数越高的滤波器在阻带的衰减就越快,对于 1 阶滤波器,其衰减速度为-
6dB/oct 或者-20dB/decade;2 阶为-12dB/oct,以此类推。当然,阶数越高,所需要的电
子元器件也越多,设计越复杂,同时响应特性也越好。
贝塞尔(Bessel)滤波器
该滤波器的命名来源于德国数学家 Friedrich Bessel。1949 年,W. E. Thomson 将 Bessel
函数成功地应用到滤波器设计上,所以 Bessel 滤波器也叫作 Bessel-Thomson 滤波器。同
其他的滤波器一样,Bessel 滤波器的原型也是一个低通滤波器,它的传递函数是
剩余15页未读,继续阅读
资源评论
muyuntian777
- 粉丝: 1
- 资源: 4
上传资源 快速赚钱
- 我的内容管理 展开
- 我的资源 快来上传第一个资源
- 我的收益 登录查看自己的收益
- 我的积分 登录查看自己的积分
- 我的C币 登录后查看C币余额
- 我的收藏
- 我的下载
- 下载帮助
安全验证
文档复制为VIP权益,开通VIP直接复制
信息提交成功