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数字信号处理v3 第五章 数字滤波器的基本结构(2)

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学工科的人喜欢关注技术的进步对体育界的影响,比如鹰眼技术。这其实就是高速摄像机,然后结合图像处理技术就能得到物体的轨迹图。国产鹰眼设备比国外便宜很多,在网球、乒乓球、排球赛场已经得到了应用。最早可能是用在网球比赛,这个我不确定,只是因为我很早就看网球比赛,一直关注。所以感觉是网球场上最早使用的。张德培是目前唯一一位得过大满贯冠军的华裔男子网球运动员。在这项运动中亚洲人几乎没有什么优势。李娜确实给国人争光了,两次大满贯冠军得主,不容易啊。期待足球的突破,现在转会市场真的太疯狂了。动辄上亿的转会费啊,想过中国的贫穷地区吗?花这么多钱就为了提高足球水平吗?培养青少年足球,减少足球界的腐 败可能更有效吧,关键看是否能够坚持。黑哨事件给人太深的印象了。好吧,就扯到这,继续讲课。
2022年10月,更新至v2版本,每一版的更新都饱含了辛苦,希望文章能给各位带来更多的用处。之前讲了IIR滤波器的架构,才介绍了第一种,接着介绍其他三种架构!
2024年10月,时隔两年更新至v3版本,AI的出现使得文章中增加了很多新内容。同时在教22通信专业的学生时遇到了很多讲解上的难题,大多是关于滤波器的。因为通信仿真离不开滤波器内容,但直到他们学完基带传输时还没有接触到数字滤波器!这时候让他们理解成形滤波器确实会让他们感到很困难!!!希望后面可以将《通信原理》课程滞后一学期,也许学起来会好一些,但这样做也会耽误考研的进度!有些尴尬!
开始学习FIR滤波器的相关知识!
这方面知识非常重要!
在我的职业生涯,处处离不开它!
实际中大都使用这种架构。
在梳状滤波器中,由许多按一定频率间隔相同排列的通带和阻带,只让某些特定频率范围的信号通过。由于梳状滤波器的特性曲线像梳子一样,故称为梳状滤波器。
在此基础上引申讲解CIC滤波器。CIC滤波器是级联积分梳状(Cascaded Integrator-Comb)滤波器的缩写,具有滤波器系数都是1,不需要乘法和线性相位的优点。
其中R是采样率转换因子,M是差分延时。在数字信号处理中,CIC滤波器是FIR滤波器中常用且性能很优的一种滤波器,其使用了积分,梳状滤波器级联的方式。CIC滤波器由一对或多对积分-梳状滤波器组成,一般用于抽取或者内插。CIC滤波器非常实用,在通信设备的上下变频器中会经常用到。实际使用中该滤波器会遇到数据位溢出的现象,不用担心,允许溢出,结果依然正确。为什么呢?只不过理论仿真和FPGA实现会有些差异。
同学们可以查找相关论文来看这方面的知识点。很多同学想学FPGA的相关知识,因为现在很缺FPGA设计师,学好了好就业。那么我需要告诉大家CIC滤波器就是在FPGA中实现的常用滤波器之一。关于这方面的知识请看本公众 号里面的抽取滤波器系列文章,里面讲解的非常仔细!

严格的线性相位是非常有用的性质,这是本章的重点内容。线性相位滤波器(linear-phase filter)是移动相位与频率成比例的滤波器,因此不改变波形而引入一常数延迟。简单的说就是滤波器的相频响应对频率求导后,为一个常数。线性相位滤波器是一个混合相位的滤波器,它按照与频率成正比地对频率分量作时移。线性相位滤波器保证了通过该滤波器的各频率成分的延迟一致,从而保证信号不失真。百度百科解释的很到位!

修订记录

20170302 完成初稿;

20170815 增加内容;

20190106 增加内容;

20221008 修订内容v2;

20241028 修订内容v3;


来源:通信工程师专辑
碰撞通信理论
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-11-14
最近编辑:22小时前
算法工匠
博士后 | 高级工程师 诚信做事 认真讲课 传播知识
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数字信号处理v3 第五章 数字滤波器的基本结构(1)

本文摘要:(由ai生成)本文介绍了数字滤波器的概念、优点及结构,强调其算法核心,并指出滤波器指标如带内平坦度、带外抑制能力的重要性。文章提到FIR和IIR两种滤波器结构,并指出其设计方法和参数选择的不同。此外,文章还简要提及了数字滤波器在硬件实现中的考虑因素。最后,文章穿插了社会小课堂内容,包括公积金转移过程和家乡美景的介绍,以及对于网络进步和社会事件的评论。在大学本科学习过程中,同学们在模电课程里首次接触到模拟滤波器的知识,可以用RC或者LC组成。那么什么是数字滤波器呢?怎么构成呢?这也是大家首次接触的知识。数字滤波器是一种离散时间系统,它按照预定的算法,将输入的离散时间信号或数字信号转化为所要求的离散时间或数值信号。核心内容是算法!与模拟滤波器相比,数字滤波器具有精度高、可靠性高、灵活性好、可程序控制调试、便于集成等优点。并且数字滤波器不会像模拟滤波器那样受到温度、湿度等环境因素的影响,性能更加稳定。本章主要讲滤波器的结构。数字滤波器的结构有很多种,本科阶段只要记住第一种结构即可,等到工作后再来回看其他结构。多种结构的学习对理论学习有帮助,工程实践过程中只需要一种结构能够用起来就行,甚至不需要多么深入学习理论知识。滤波器就是这方面的代表,不过滤波器的指标一定要能看的懂。有哪些指标呢?带内平坦度?带外抑制能力?这些指标在产品中又如何体现?学好本章后需要考虑这些方面哦!这就是理论指导实践的过程!课堂上只有4课时的讲解时间,唯有课后请同学们必须多复习!第一次学此课程,课后需要大量的复习和仿真实践才能真正理解!何时能消化呢?唯有多遍学习之后。 我的最爱——单位延时框图,这是最能搞事情的图标。以后分析系统性能离不开它!当年分析锁相环路靠的就是它。两种滤波器!两种完全不同的架构!用的场合也有很大不同!本人认为最大的差异在于两者的稳定性!在本人做通信算法的生涯中,大部分接触的都是FIR滤波器。不同的数字滤波器结构对应着不同的设计方法和参数选择。了解其结构有助于确定最适合特定应用需求的滤波器类型,从而有针对性地进行设计。例如,对于有限脉冲响应(FIR)滤波器和无限脉冲响应(IIR)滤波器,其结构特点决定了设计过程中所需考虑的因素不同。FIR 滤波器的线性相位特性使其在对相位要求严格的场合具有优势,而 IIR 滤波器则可以用较低的阶数实现与 FIR 滤波器相似的滤波效果,在资源有限的情况下可能更为合适。在硬件实现数字滤波器时,其结构直接影响到所需的硬件资源和实现难度。不同的结构可能需要不同数量的乘法器、加法器、存储器等硬件资源。了解结构可以帮助工程师在设计硬件电路时进行合理的资源分配,以最小的硬件成本实现所需的滤波功能。例如,某些结构可能更适合在现场可编程门阵列(FPGA)上实现,而另一些结构则可能更适合在专用集成电路(ASIC)上实现。先讲IIR!似乎遵循着本科学习过程!先学模电,再学的数电!IIR滤波器在模拟电子领域应用广泛! 这四种结构是纯理论知识,没必要多讲,MATLAB中一个函数就能设计好(什么函数呢?百度一下就知道啦),故省略上述内容的讲解。同学们课后务必要对照书本来掌握这几种结构!先布置作业,题目不多,但对理解本章知识很有帮助。未完、待续!社会小课堂很多同学们毕业以后会经历跳槽,这是一种涨工资的捷径,前提是要努力工作学到真本领。跳槽就会涉及很多事情,比如转移公积金。每个城市都有自己的政务网,可以在网上找到热线电话咨询相关事宜。我之前的公司在广州,那么就直接咨询了广州的住房公积金电话:12329。了解了公积金转移过程,摘录如下:【广州政务】您好!关于您咨询非本市户口职工与单位终止劳动关系如何办理提取住房公积金的事宜,请携带与单位终止劳动关系的证明原件与复印件;本人身份证原件与复印件;本人广州市内建设银行、工商银行、中国银行、广州银行、农业银行、光大银行、农商银行、平安银行、中信银行、兴业银行、招商银行、交通银行、广发银行其中一家的活期存折或银行储蓄卡;填妥并加盖公章《住房公积金提取申请表》,如已领取对账簿的还需提供对账簿原件,到住房公积金归集业务任一银行经办网点办理,审批时间不超过3个工作日将提取转账。温馨提示:如有疑问可致电广州市12345政府服务热线咨询,回复短信咨询无效。公积金提取过程:四个要素,分别为离职证明、盖有公司公章的公积金提取单、身份证、借记卡。随着网络的发达和政府管理的进步,现在人口流动带来的很多问题都能很方便的解决。如果放在十年前,真不知要跑多少趟相关部门。从成本概念上说,为科技的进步和政府的努力点赞。网络还带来了很多方面的进步,比如“龙哥”事件。如果没有网络,很难想象会不会被改判正当防卫。也奉劝社会上的大大小小的“龙哥”,不要动不动就生气。还有就是请保护好小崔,真正的斗士和勇士!!!为家乡点赞!越来越美!为了让广大游客能够更多的观赏到千鶴湖公园音乐喷泉、水幕电影和鸿雁迎宾表演,现将2019年春节期间音乐喷泉开放时间公告如下:2019年2月5日(正月初一)——2019年2月10日(正月初六)每天上午10:30,下午15:00,晚上19:00和20:00开放音乐喷泉!约吗?修订记录20170223 完成初稿;20181229 增加内容;20221003 修订内容v2;20241019 修订内容v3;来源:通信工程师专辑

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