数字滤波器.pptx

三三 微机保护数字滤波微机保护数字滤波数字滤波器：数字滤波器：是指输入输出均为数字信号，通过一定运算是指输入输出均为数字信号，通过一定运算关系改变输入信号所含频率成分的相对比例或者关系改变输入信号所含频率成分的相对比例或者滤除某些频率成分的器件。滤除某些频率成分的器件。高精度、稳定、体积小、重量轻、灵活，不要求高精度、稳定、体积小、重量轻、灵活，不要求阻抗匹配，可实现特殊滤波功能阻抗匹配，可实现特殊滤波功能优点：一、数字滤波器的基本概念 1、数字滤波器的分类 经典滤波器：经典滤波器：现代滤波器：现代滤波器：选频滤波器维纳滤波器卡尔曼滤波器自适应滤波器等按功能分：低通、高通、带通、带阻、全通滤波器按功能分：低通、高通、带通、带阻、全通滤波器按实现的网络结构或单位抽样响应分：按实现的网络结构或单位抽样响应分：FIRFIR滤波器（滤波器（N N-1-1阶）阶）IIRIIR滤波器（滤波器（N N阶）阶）2、数字滤波器的设计过程n n用一个因果稳定的离散用一个因果稳定的离散LSILSI系统的系统函数系统的系统函数H H(z z)逼近此性能指标逼近此性能指标n n按设计任务，确定滤波器性能要求，制定技术按设计任务，确定滤波器性能要求，制定技术指标指标n n利用有限精度算法实现此系统函数：如运算结利用有限精度算法实现此系统函数：如运算结构、字长的选择等构、字长的选择等n n实际技术实现：软件法、硬件法或实际技术实现：软件法、硬件法或DSPDSP芯片法芯片法3、数字滤波器的技术要求n n选频滤波器的频率响应：选频滤波器的频率响应：为幅频特性：表示信号通过该滤波器后为幅频特性：表示信号通过该滤波器后 各频率成分的衰减情况各频率成分的衰减情况 为相频特性：反映各频率成分通过滤波器为相频特性：反映各频率成分通过滤波器 后在时间上的延时情况后在时间上的延时情况：通带截止频率：通带截止频率：阻带截止频率：阻带截止频率：通带容限：通带容限：阻带容限：阻带容限n n阻带：阻带：n n过渡带：过渡带：n n通带：通带：理想滤波器不可实现，只能以实际滤波器逼近通带最大衰减：阻带最小衰减：其中：当 时，称 为3dB通带截止频率4、表征滤波器频率响应的特征参量n n幅度平方响应幅度平方响应 的极点既是共轭的，又是以单位圆成镜像对称的H(z)的极点：单位圆内的极点n n相位响应相位响应相位响应：n n群延迟响应群延迟响应相位对角频率的导数的负值若滤波器通带内 =常数，则为线性相位滤波器