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基于全相位幅频特性补偿的FIR滤波器设计
来源:本站整理  作者:佚名  2009-05-04 11:32:26



    从图2可看出:|H(ejω)|曲线在通带内和阻带内均较平缓,且严格通过通带边界频率采样点ω1=2.5△ω和阻带边界频率采样点ω3=3.5△ω,这样就可把过渡带严格控制在频率采样问隔△ω内。另外,还可发现,频率采样点ωl与ω3间的曲线的线性度很好(N越大时,线性度越好,其线性程度还可通过窗函数进行调节),若近似把这段曲线看成是直线段,则可估计3dB截止频率ω2的大致位置为ω2*=(3.5-0.7071)△ω=2.792△ω=1.097(rad.s-1),实际图2中ω2=2.839△ω=1.115(rad.s-1),两者存在0.018(rad.s-1)的微小差别,增大N或者选择一个好的窗函数可将此差别减小。
    以下通过幅频特性补偿法,可实现图2的边界频率ωl、ω2、ω3的位置精确平移控制:
    把频率向量H分为两单边带部分H=Hl+H2,其中H1=[l 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]T,H2=[0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1]T。根据H1、H2,同样按全相位滤波器构造步骤可分别形成两个子滤波器h1,h2,根据式(1)和式(5),其各自对应的滤波器系数分别为(M=3,N=16):

   
    显然满足h1(n)=h2*2(n),从而根据傅立叶变换的性质,有:

   
    如图3所示:两者幅频曲线关于ω=π对称。

    实际要求的截止频率往往不会恰好落在图2所示的频率采样点上,传统方法只有增大滤波器长度N来实现来调整边界频率。为实现不改变Ⅳ来控制边界频率,可把这两子滤波器曲线进行平移来实现。由于图3两子滤波器曲线是对称的,若将这两条曲线各自朝相反方向平移相同距离,再把两子滤波器合成一个滤波器,就可得到实系数的低通滤波器,假设要平移λ个△ω,则平移后的两子滤波器的FIR系数为:


    把两子滤波器系数相加后得到的滤波器系数g’为:

   
    取λ=0.25时,平移后的两个子滤波器及其复合叠加后的传输曲线如图4(a)、4(b)所示。

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