線性相位FIR濾波器的特點(diǎn)

1、第一節(jié)第一節(jié) 線性相位線性相位FIR濾波器的特點(diǎn)濾波器的特點(diǎn)( )01h nnN10( )( )NnnH zh n z系統(tǒng)函數(shù)：系統(tǒng)函數(shù)：在在 z 平面有平面有N 1 個(gè)零點(diǎn)個(gè)零點(diǎn)在在 z = 0 處是處是N 1 階極點(diǎn)階極點(diǎn) FIR濾波器的單位沖激響應(yīng)：濾波器的單位沖激響應(yīng)：()()jjH ee 0( ) 第二類線性相位：第二類線性相位：( ) 第一類線性相位：第一類線性相位：10()( )Njj nnH eh n e()( )jHe 線性相位是指線性相位是指 是是 的線性函數(shù)的線性函數(shù) 1、線性相位條件、線性相位條件h(n)為實(shí)序列時(shí)，其頻率響應(yīng)：為實(shí)序列時(shí)，其頻率響應(yīng)：即群延時(shí)即群延時(shí)

2、是常數(shù)是常數(shù)( )dd ()()jjH ee 10()( )Njj nnH eh n e( ) 第一類線性相位：第一類線性相位：()jjH ee 10() coscosNjnH eh nn 10() sinsinNjnH eh nn 1010sinsincoscosNnNnh nntgh nn 1100sincoscossin0NNnnh nnh nn 10sin0Nnh nn第一類線性相位第一類線性相位 的充要條件：的充要條件：( ) ( )(1)01h nh NnnN 12Nn = (N 1) /2 為為h(n)的偶對(duì)稱中心的偶對(duì)稱中心 10sin0Nnh nn第二類線性相位第二類線性相位

3、 的充要條件：的充要條件：0( ) ( )(1)01h nh NnnN 12N0/2 n = (N 1) /2 為為h(n)的奇對(duì)稱中心的奇對(duì)稱中心1100( )( )(1)NNnnnnH zh n zh Nn z 1(1)0( )NNmmh m z (1)1()NzH z 系統(tǒng)函數(shù)：系統(tǒng)函數(shù)：( )(1)01h nh NnnN 由由1(1)0( )NNmmzh m z 2、線性相位、線性相位FIR濾波器頻率響應(yīng)的特點(diǎn)濾波器頻率響應(yīng)的特點(diǎn)1mNn 令(1)11 ( )( )()2NH zH zzH z得11(1)001( )( )2NNnNnnnh n zzh n z1(1)01( )2NnN

4、nnh nzzz11122120( )2NNnnNNnzzzh n (1)1 ()NH zzH z 由11221cos 221sin 2jNNnnz eNnzzNjn 11122120( )2NNnnNNnzzH zzh n112011201( )cos2()( )1( )sin2jNNjnjz eNNjnNeh nnH eH zNjeh nn cos2jxjxeex( )(1)h nh Nn 11201()( )( )cos2jNNjjz enNH eH zeh nn12N1）h(n)偶對(duì)稱偶對(duì)稱為第一類線性相位為第一類線性相位1( )2N 相位函數(shù)：相位函數(shù)：頻率響應(yīng)：頻率響應(yīng)：( )(1

5、)h nh Nn 11201()( )( )sin2jNNjjz enNH eH zjeh nn12N112201( )sin2NNjjnNeh nn0/22）h(n)奇對(duì)稱奇對(duì)稱1( )22N 相位函數(shù)：相位函數(shù)：為第二類線性相位為第二類線性相位頻率響應(yīng)：頻率響應(yīng)：11cos(1)cos22NNNnn 11cos22NNn對(duì)呈偶對(duì)稱101( )( )cos2NnNHh nn幅度函數(shù)：幅度函數(shù)：1cos2Nn3、幅度函數(shù)的特點(diǎn)、幅度函數(shù)的特點(diǎn)1）h(n)偶對(duì)稱，偶對(duì)稱，N為奇數(shù)為奇數(shù)-32011( )2 ( )cos22NnNNHhh nn121112cos()22NmNNhhmm12Nnm令

6、120( )( )cos()NnHa nn1(0)2Nah其中：其中：11,.,2Nn1( )22Na nhn120( )( )cos()NnHa nn1(0)2Nah11,.,2Nn其中：其中：1( )22Na nhn( )0, , 2 H對(duì)呈偶對(duì)稱cos()0, 2 n對(duì)，呈偶對(duì)稱120( )( )cos()NnHa nn12012 ( )cos2NnNh nn101( )( )cos2NnNHh nn幅度函數(shù)：幅度函數(shù)：2）h(n)偶對(duì)稱，偶對(duì)稱，N為偶數(shù)為偶數(shù)2112cos22NmNhmm2Nnm令/211( )( )cos2NnHb nn( )22Nb nhn1,.,2Nn 其中：其

7、中：1201( )2 ( )cos2NnNHh nn/211( )( )cos2NnHb nn( )22Nb nhn1,.,2Nn 其中：其中：( )H對(duì)呈奇對(duì)稱( )01Hz 則是零點(diǎn)1 cos02n時(shí)1z 為零點(diǎn)故不能設(shè)計(jì)成高通、帶阻濾波器故不能設(shè)計(jì)成高通、帶阻濾波器 ( )0, 2H對(duì)呈偶對(duì)稱/211( )( )cos2NnHb nn11sin(1)sin22NNNnn 11sin22NNn對(duì)呈奇對(duì)稱101( )( )sin2NnNHh nn幅度函數(shù)：幅度函數(shù)：1sin2Nn 3）h(n)奇對(duì)稱，奇對(duì)稱，N為奇數(shù)為奇數(shù)-3201( )2 ( )sin2NnNHh nn12112sin()

8、2NmNhmm12Nnm令121( )( )sin()NnHc nn1( )22Nc nhn11,.,2Nn其中：其中：1( )02Nh nNh奇對(duì)稱且 為奇數(shù)121( )( )sin()NnHc nn1( )22Nc nhn11,.,2Nn其中：其中：()0, 2H故對(duì)，呈奇對(duì)稱( )01Hz 則是零點(diǎn)0, , 2 sin()0n時(shí)121( )( )sin()NnHc nnsin()0, 2 n因?qū)?，呈奇?duì)稱101( )( )sin2NnNHh nn幅度函數(shù)：幅度函數(shù)：12012 ( )sin2NnNh nn4）h(n)奇對(duì)稱，奇對(duì)稱，N為偶數(shù)為偶數(shù)1201( )2 ( )sin2NnNHh

9、 nn2112sin22NmNhmm2Nnm令/211( )( )sin2NnHd nn( )22Nd nhn1,.,2Nn 其中：其中：/211( )( )sin2NnHd nn( )22Nd nhn1,.,2Nn 其中：其中：( )01Hz 則是零點(diǎn)10, 2 sin02n時(shí)( )0, 2H對(duì)呈奇對(duì)稱( )H對(duì)呈偶對(duì)稱/211( )( )sin2NnHd nn( )0iH z*, 1/iizz即 也是零點(diǎn)(1)1( )()NH zzH z 得：得：由由1）若）若 z = zi 是是H(z)的零點(diǎn)，則的零點(diǎn)，則 z = zi-1 也是零點(diǎn)也是零點(diǎn)2）h(n)為實(shí)數(shù)，則零點(diǎn)共軛成對(duì)為實(shí)數(shù)，則零

10、點(diǎn)共軛成對(duì) 線性相位濾波器的零點(diǎn)是互為倒數(shù)的共軛對(duì)線性相位濾波器的零點(diǎn)是互為倒數(shù)的共軛對(duì) 即共軛成對(duì)且鏡像成對(duì)。即共軛成對(duì)且鏡像成對(duì)。(1)1()( )0NiiiH zzH z 4、零點(diǎn)位置、零點(diǎn)位置11( )(1)(1)iijjiiiH zrezrez111111iijjiiezezrr1222112 cosiiiirzr zr2122 cosiiirrzz1522NN10ijiiiizrer 或1）11iiiijjjjiiiirereeerr零點(diǎn)：零點(diǎn)：12221( )12 cosiiiiiH zrzr zr2122 cosiiirrzz11( )11iijjiH zezez1212 cosirzz 1312NN10ijiiiizrer 或2） ，即零點(diǎn)在單位圓上，即零點(diǎn)在單位圓上iijjee零點(diǎn)：零點(diǎn)：111( )11iiiH zr