第一章 滤波器的原理 滤波器是一种特别重要的线性时不变系统。从广义上讲,任何对某些频率(相对于其他频率来说)进行修正的系统称为滤波器。严格的讲,滤波器是一个能让某些频率通过而完全拒绝其他频率成分的系统。 在许多科学技术领域中,广泛应用线性滤波和频谱分析对信号进行加工处理,模拟滤波是处理连续信号,数字滤波则是处理离散信号,而后者是在前者的基础上发展起来的。我们知道,无源或有源模拟滤波器是分立元件构成的线性网络,他们的性能可以用线性微分方程来描述,而数字滤波器是个离散线性系统,要用差分方程来描述,并以离散变换方法来分析。这些方程组可以用专用的或通用的数字计算机进行数字运算来实现。因此,数字滤波器的滤波过程是一个计算过程,它将输入信号的序列数字按照预定的要求转换成输出数列。 第一节 滤波原理 我们知道,模拟滤波器是对模拟信号实行线性滤波的一种线性时不变系统,如图1.1.1(a)所示。在时域内,它的动态特性可以用系统的单位冲激函数的响应 来描述,也就是该滤波系统在任何时刻对输入单位冲激信号 =δ(t)的输出响应 。这个函数从时域上反映了该滤波系统的传输特性。对于任意输入信号 ,系统的输出 可以卷积表示: 上式表明在对线性滤波器系统进行时域分析时,采用了叠加原理,先将任意输入信号波形分成不同时间的窄脉冲之和,再分别求出各个脉冲通过滤波器之后的响应,并进行线性叠加从而得到总的输出信号。 在频域分析时,线性滤波器的转移函数Ha(S)等于系统的单位冲激函数的响应ha(t)的拉普拉斯变换: 很明显,当s=jω,上式就是傅立叶变换的表达式,它反映了滤波器的传输特性对各种频率的响应,也就是滤波器的频率响应函数 ,它决定着滤波特性。当滤波器输入信号 与输出信号 的拉普拉斯变 ......
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