用脉冲响应不变法设计一个切比雪夫一型数值低通滤波器
时间: 2024-06-08 10:10:09 浏览: 166
首先,需要确定该切比雪夫一型数值低通滤波器的参数,包括截止频率、通带最大衰减和阻带最小衰减等。假设截止频率为$f_c=1000Hz$,通带最大衰减为$A_p=1dB$,阻带最小衰减为$A_s=40dB$。
然后,根据脉冲响应不变法的原理,将s域的传递函数$H(s)$映射到z域,可以得到数字滤波器的传递函数$H(z)$。在此过程中,需要使用双线性变换将s域映射为z域。
根据切比雪夫一型滤波器的设计公式,可以得到归一化的模拟滤波器的传递函数$H_n(s)$:
$$H_n(s)=\frac{1}{\sqrt{1+\epsilon^2C_N^2(\frac{s}{\omega_c})}}$$
其中,$C_N(x)$为N阶切比雪夫多项式,其表达式为:
$$C_N(x)=\frac{1}{2}\Big[(x+\sqrt{x^2+1})^{N}+(x-\sqrt{x^2+1})^{N}\Big]$$
$\epsilon=\sqrt{10^{0.1A_s}-1}$为阻带衰减量,$\omega_c$为截止频率。
将$s$用$\frac{2}{T} \frac{1-z^{-1}}{1+z^{-1}}$代替,其中T为采样周期,得到数字滤波器的传递函数$H(z)$:
$$H(z)=\frac{1}{1+\epsilon^2C_N^2(\frac{2}{T}\frac{1-z^{-1}}{1+z^{-1}})}$$
最后,根据上式,可以得到数字滤波器的差分方程,进行程序实现。
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