数字信号处理--- 第五章 时域离散系统的网络结构.ppt

第5章时域离散系统的网络结构
引言
用信号流图表示网络结构
无限长脉冲响应基本网络结构
有限长脉冲响应基本网络结构
线性相位结构
频率采样结构
引言
一般时域离散系统或网络可以用差分方程、单位脉冲响应以及系统函数进行描述。如果系统输入输出服从N阶差分方程
其系统函数H(z)为
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给定一个差分方程,不同的算法有很多种,例如:
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可以证明以上H1(z)=H2(z)=H3(z),但它们具有不同的算法。不同的算法直接影响系统运算误差、运算速度以及系统的复杂程度和成本等,因此研究实现信号处理的算法是一个很重要的问题。我们用网络结构表示具体的算法,因此网络结构实际表示的是一种运算结构。
用信号流图表示网络结构
数字信号处理中有三种基本算法,即乘法、加法和单位延迟,。
三种基本运算的流图表示
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1. 信号流图
()
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信号流图
(a)基本信号流图;(b)非基本信号流图
不同的信号流图代表不同的运算方法,而对于同一个系统函数可以有很多种信号流图相对应。从基本运算考虑,满足以下条件,称为基本信号流图(Primitive Signal Flow Graghs)。
(1) 信号流图中所有支路都是基本的,即支路增益是常数或者是z-1;
(2) 流图环路中必须存在延时支路;
(3) 节点和支路的数目是有限的。
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(a)信号流图决定的系统函数H(z)。
经过联立求解得到:
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解:
对上式进行z变换,得到:
FIR网络中一般不存在输出对输入的反馈支路,因此差分方程用下式描述:
其单位脉冲响应h(n)是有限长的,h(n)表示为
其它n

1). FIR滤波器
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IIR网络结构存在输出对输入的反馈支路,也就是说,信号流图中存在环路。这类网络的单位脉冲响应是无限长的。IIR网络差分方程为
2).IIR滤波器
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IIR数字滤波器的基本结构
直接型结构
级联型结构
并联型结构
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