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1、5.2 无限长冲激响应(IIR)数字滤波器的基本结构,1)系统的单位冲激响应h(n)无限长的。,IIR数字滤波器的特点:,3)存在输出到输入的反馈,递归型结构,2)系统函数H(z)在有限z平面( )上有极点存在,一、直接型,差分方程:,需N+M个延时单元,直接型优点:画法简单缺点: 需要N+M个延时器改进方法: 交换级联子系统的次序,将两串延时器合并,成直接型。,二、直接型(典范型)根据系统函数,原理:,只需实现N阶滤波器所需的最少的N个延时单元,故称典范型。( ),直接型的共同缺点:,系数 , 对滤波器的性能控制作用不明显,极点对系数的变化过于灵敏,易出现不稳定或较大误差,运算的累积误差较大
2、,例:已知结构图,求系统函数,解:令第一个相加器输出信号为w(n),三、级联型,将系统函数按零极点因式分解:,将共轭成对的复数组合成二阶多项式,系数即为实数。为采用相同结构的子网络,也将两个实零点/极点组合成二阶多项式,当零点为奇数时: 有一个,当极点为奇数时: 有一个,级联型的特点:,调整系数 , 能单独调整滤波器的第k对零点,而不影响其它零极点,调整系数 , 能单独调整滤波器的第k对极点,而不影响其它零极点,便于调整滤波器频率响应性能,运算的累积误差较小,具有最少的存储器,四、并联型,将H(z)展开成部分分式的形式:,当N为奇数时,有一个,组合成实系数二阶多项式:,并联结构N=M,三阶IIR滤波器的并联型结构,并联型的特点:,通过调整系数 , 可单独调整一对极点位置,但不能单独调整零点位置,各并联基本节的误差互相不影响,故运算误差最小,可同时对输入信号进行运算,故运算速度最高,转置定理:,原网络中所有支路方向倒转,并将输入x(n)和输出y(n)相互交换,则其系统函数H(z)不改变。,典范型结构的转置,例已知某三阶数字滤波器的系统函数为,试画出其直接型、级联型和并联型结构。,(1)直接型,将系统函数H(z)表达为,(2)级联型,将系统函数H(z)表达为一阶、二阶实系数分式之积,(3)并联型,将系统函数H(z)表达为部分分式之和的形式,