《數(shù)字濾波器簡(jiǎn)介畢業(yè)設(shè)計(jì)外文翻譯》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《數(shù)字濾波器簡(jiǎn)介畢業(yè)設(shè)計(jì)外文翻譯（12頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文資料翻譯系 ： 電子信息系 專 業(yè)： 電子信息科學(xué)與技術(shù) 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 外文出處： DSP Design Line,Techonline Community, By Dr Iain A. Robin 附 件：1.外文資料翻譯譯文；2.外文原文 指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)： 簽名： 年 月 日附件1：外文資料翻譯譯文數(shù)字濾波器簡(jiǎn)介模擬和數(shù)字濾波器在信號(hào)處理過(guò)程中，濾波器的功能是去除信號(hào)中不需要的部分，如隨機(jī)噪聲，或者是提取信號(hào)中有用的部分，如包含在一定頻率范圍內(nèi)的有用信號(hào)。下面的框圖表明了這一基本觀點(diǎn)：濾波器有兩種主要的類型：模擬濾波器和數(shù)字濾波器。他們的物質(zhì)組成和工作原理都是完全不

2、同的。模擬濾波器是由模擬電子電路組成的，如電阻、電感和運(yùn)算放大器來(lái)產(chǎn)生所需的過(guò)濾效果。這樣的濾波器電路被廣泛應(yīng)用在噪聲的降低、視頻信號(hào)的增強(qiáng)、音響系統(tǒng)中的圖像均衡以及其他的多個(gè)領(lǐng)域中。目前已經(jīng)有很完善的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)滿足一個(gè)已經(jīng)提出要求的模擬濾波器電路的設(shè)計(jì)。在各個(gè)階段，過(guò)濾信號(hào)就是一個(gè)有物理量參與并且直接被模擬的電壓或電流量。一個(gè)數(shù)字濾波器使用數(shù)字處理器來(lái)執(zhí)行信號(hào)的采樣值的數(shù)值計(jì)算。該處理器可以是通用計(jì)算機(jī)，如PC機(jī)（個(gè)人電腦）或者是一個(gè)專用的數(shù)字信號(hào)處理芯片。模擬輸入信號(hào)必須先使用一個(gè)ADC（模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器）采樣和數(shù)字化。由此產(chǎn)生代表連續(xù)采樣輸入信號(hào)值的二進(jìn)制數(shù)字，是轉(zhuǎn)移到能夠?qū)λ鼈冞M(jìn)行數(shù)值

3、處理器上。這些計(jì)算通常都涉及乘以由常量與輸入信號(hào)相加的最終輸入值。如果需要，這些現(xiàn)在代表采樣的信號(hào)值濾波結(jié)果的計(jì)算，是由一個(gè)DAC（數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換器）輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)換回模擬形式。請(qǐng)注意，在數(shù)字濾波中，信號(hào)是由一組數(shù)字序列，而不是電壓或電流。下圖顯示了一個(gè)這樣系統(tǒng)的基本設(shè)置：使用數(shù)字濾波器的優(yōu)點(diǎn)下面的列表給出了數(shù)字比模擬濾波器的一些主要優(yōu)點(diǎn)：1. 數(shù)字濾波器是可編程的，即它的操作決定與其存儲(chǔ)在處理器內(nèi)存中的程序。這就意味著數(shù)字濾波器在不影響電路（硬件）的前提下可以很容易的被改變。模擬濾波器只能通過(guò)重新設(shè)計(jì)濾波器硬件電路來(lái)改變；2. 數(shù)字濾波器很容易設(shè)計(jì)，測(cè)試以及實(shí)行于通用計(jì)算機(jī)或工作站中；3. 模

4、擬濾波電路的特點(diǎn)（特別是那些含有不穩(wěn)定性元件）受溫度漂移的影響并且依賴于溫度。而數(shù)字濾波器不受制于這些問(wèn)題，因此對(duì)于溫度和時(shí)間，它極其的穩(wěn)定；4. 跟模擬濾波器不同，數(shù)字過(guò)濾器可以準(zhǔn)確地處理低頻信號(hào)；隨著技術(shù)的DSP的速度繼續(xù)增加，數(shù)字過(guò)濾器被應(yīng)用到高頻信號(hào)的RF（射頻）領(lǐng)域，這個(gè)在過(guò)去曾經(jīng)是模擬技術(shù)專有的；5. 數(shù)字濾波器是非常靈活，他們具有以不同的方式來(lái)處理信號(hào)能力，這其中包括一些典型數(shù)字濾波器能夠適應(yīng)信號(hào)按其特點(diǎn)變化而變化的能力；6. DSP處理器可以快速處理一系列由并聯(lián)或串聯(lián)級(jí)的等復(fù)雜組合的過(guò)濾器，與等效的模擬電路相比較，這使得硬件要求相對(duì)簡(jiǎn)單、緊湊。數(shù)字濾波器的操作在本節(jié)中，我們將介

5、紹數(shù)字濾波器運(yùn)行的基本理論。這對(duì)于理解如何設(shè)計(jì)和使用數(shù)字濾波器是一個(gè)必不可少的。假設(shè)被數(shù)字化的“原始”信號(hào)以電壓波形的時(shí)間函數(shù)來(lái)描述：V = x(t)其中t代表時(shí)間。這個(gè)信號(hào)是以時(shí)間間隔h（采樣間隔）進(jìn)行采樣的。其第i個(gè)信號(hào)的采樣值是時(shí)間t = i*h的函數(shù)：x i = x ( ih )因此由ADC至處理器轉(zhuǎn)換來(lái)的數(shù)字值就由下列的數(shù)字序列表示：x0 , x1 , x2 , x3 , . 信號(hào)的波形值與時(shí)間相對(duì)應(yīng)：t = 0, h, 2h, 3h, .并且當(dāng)t = 0時(shí)，開(kāi)始采樣。在時(shí)間t = nh（其中n是正整數(shù)），將值x0 , x1 , x2 , x3 , . x n提供給處理器，并存儲(chǔ)在內(nèi)

6、存中。注意，采樣值xn+1, xn+2等是不可用的，因?yàn)樗麄冞€不存在。y0 , y1 , y2 , y3 , . y n 通常來(lái)說(shuō)，數(shù)值y n是由x序列計(jì)算得到的。由y序列得到x序列的算法決定于具體的數(shù)字濾波器。在下一節(jié)，我們將看看一些簡(jiǎn)單數(shù)字濾波器的例子。簡(jiǎn)單數(shù)字濾波器 下面例子說(shuō)明了數(shù)字濾波器的基本特征：1. 單位增益濾波器：每一個(gè)輸出值yn與輸入值xn 相等：y0= x0y1 =x1y2 =x2.etc這是一個(gè)經(jīng)常用到的濾波器，濾波器對(duì)輸入信號(hào)沒(méi)有影響。2. 簡(jiǎn)單的增益濾波器：y n = Kx n其中K是常數(shù)，該濾波器只使輸入信號(hào)有一個(gè)K倍的增益。當(dāng)K 1時(shí)，濾波器是一個(gè)放大器，當(dāng)0 K

7、 1時(shí)，它是一個(gè)衰減器，當(dāng)K 1 makes the filter an amplifier, while 0 K 1 makes it an attenuator. K 0 corresponds to aninverting amplifier. Example (1) above is simply the special case where K = 1.3. Pure delay filter: y n = x n-1 The output value at time t = nh is simply the input at time t = (n-1)h, i.e. the si

8、gnal is delayed by time h:y0 = x-1y1 = x0y2 = x1y3 = x2. etcNote that as sampling is assumed to commence at t = 0, the input value x-1 at t = -h is undefined. It isusual to take this (and any other values of x prior to t = 0) as zero.4.Two-term difference filter:y n = x n - x n-1The output value at

9、t = nh is equal to the difference between the current input xn and the previousinput xn-1: i.e. the output is the change in the input over the most recent sampling interval h. The effect of thisfilter is similar to that of an analog differentiator circuit.5. Two-term average filter:The output is the

10、 average (arithmetic mean) of the current and previous input:This is a simple type of low pass filter as it tends to smooth out high-frequency variations in a signal.(We will look at more effective low pass filter designs later).6. Three-term average filter:This is similar to the previous example, with the average being taken of the current and two previousinputs: As before, x-1 and x-2 are taken to be zero. 7. Central difference filter:This is similar in its effect to example (4). The output is equal to half the change in the input signalover the previous two sampling intervals: