Xử lý tín hiệu số - Chương 8: Thiết kế bộ lọc số

Phương pháp thiết kế bộ lọc tần số: đặc tính bộ lọc được mô tả bỏi đáp ưng biện độ và pha, tuỳ theo đáp ứng mong muốn, bộ lọc nhân quả FIR hoặc IIR sẽ được chọn
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Xử lý tín hiệu số - Chương 8: Thiết kế bộ lọc số Chương 8 BK TP.HCM THIẾT KẾ BỘ LỌC SỐFaculty of Computer Science and EngineeringHCMC University of Technology268, av. Ly Thuong Kiet, T.S. Đinh Đức Anh VũDistrict 10, HoChiMinh cityTelephone : (08) 864-7256 (ext. 5843)Fax : (08) 864-5137Email : anhvu@hcmut.edu.vnhttp://www.cse.hcmut.edu.vn/~anhvu Nội dung § Bộ lọc lý tưởng § Bộ lọc thực tế ªBộ lọc với đáp ứng xung hữu hạn (FIR) • Bộ lọc tuyến tính pha § Phương pháp cửa sổ § Phương pháp mẫu tần số • Bộ lọc tuyến tính pha tối ưu • Bộ biến đổi Hilbert • So sánh các phương pháp thiết kế ªBộ lọc với đáp ứng xung vô hạn (IIR) • Phương pháp xấp xỉ đạo hàm • Phương pháp bất biến xungDSP – Lecture 8, © 2007, Dr. Dinh-Duc Anh-Vu – CSE 2 Giới thiệu § Phương pháp thiết kế bộ lọc tần số ªĐặc tính bộ lọc được mô tả bởi đáp ứng biên độ và pha ªTùy theo đáp ứng mong muốn, bộ lọc nhân quả FIR hoặc IIR sẽ được chọn • FIR § Được dùng khi có yêu cầu đáp ứng pha tuyến tính trong passband § Nhiều thông số hơn IIR → Độ phức tạp tính toán cao • IIR § Có các thuỳ biên ở dải stopband thấp hơn bộ lọc FIR có cùng số tham số → được dùng nhiều hơn so với FIR (khi độ méo pha trong passband có thể chấp nhận được) § Độ phức tạp tính toán không cao và tiêu tốn ít bộ nhớ ªXác định các hệ số bộ lọcDSP – Lecture 8, © 2007, Dr. Dinh-Duc Anh-Vu – CSE 3 Tính nhân quả § Xét bộ lọc lý tưởng ì1 w £ wc ìï wpc n=0 H (w ) = í h(n) = í w sin(w c n ) î0 wc < w £ p ïî p c wc n n¹0 H(ω) 1 ωc = π/4 ω -ωc ωc Bộ lọc không nhân quả → không hiện thực đượcDSP – Lecture 8, © 2007, Dr. Dinh-Duc Anh-Vu – CSE 4 Đ/k để bộ lọc nhân quả § Định lý Paley-Wiener p h(n) có năng lượng hữu hạn h(n) = 0 n Đ/k để bộ lọc nhân quả he (n) = 1 2 [h(n) + h(-n)] h(n) = he (n) + ho (n) ho (n) = 12 [h(n) - h(- n)] h(n) nhân quả h(n) = 2he (n)u (n) - he (0)d (n) n³0 ho (n) = he (n) n ³ 1 h(n) = 2ho (n)u (n) + h(0)d (n) n ³1 h(n) được mô tả bởi he(n) h(n) = he (n) + ho (n) h(n) thực F F H(ω) được mô tả bởi HR(ω) H(ω) được mô tả bởi HI(ω) và h(0) H (w ) = H R (w ) + jH I (w ) p BĐ Hilbert rời rạc H I (w ) = - 21p ò R H -p ( l ) cot( 2 ) dl w -lDSP – Lecture 8, © 2007, Dr. Dinh-Duc Anh-Vu – CSE 6 Bộ lọc tần số trong thực tế M § LTI N M åk b e - jwk y (n) = -å ak y (n - k ...