数字滤波器设计：无限脉冲响应与带通滤波

"该资源是关于数字信号处理的第六章内容，主要讲解无限脉冲响应(IIR)数字滤波器的设计，包括基本概念、模拟滤波器设计、以及几种IIR滤波器的设计方法，如脉冲响应不变法和双线性变换法，并涉及到数字高通、带通和带阻滤波器的设计。" 正文: 在数字信号处理领域，数字滤波器是至关重要的工具，用于处理和分析各种信号。本资料主要关注的是无限脉冲响应(IIR)滤波器，这类滤波器因其高效的运算和较短的延迟时间而被广泛使用。IIR滤波器与有限脉冲响应(FIR)滤波器的主要区别在于其内部存在反馈机制，使得滤波器的响应不仅依赖于当前的输入，还与过去一段时间内的输入有关。 在第6章中，首先介绍了数字滤波器的基本概念，其中包括滤波器的分类。根据网络结构或单位脉冲响应，数字滤波器可以分为IIR滤波器和FIR滤波器。IIR滤波器的系统函数H(z)由递归公式表示，通常涉及无限项的级联，而FIR滤波器则仅包含有限项的级联。此外，文中通过理想滤波器的幅度特性图（图6.1.1）展示了低通、高通、带通和带阻滤波器的效果。 接着，讨论了数字滤波器的技术要求，其中幅频特性是衡量滤波器性能的关键指标，它描述了信号经过滤波器后不同频率成分的衰减情况。相频特性则反映了信号的时间延迟。通常，选频滤波器的设计主要依据幅频特性，相频特性的影响在某些情况下可忽略。 对于IIR滤波器的设计，资料中提到了两种常用的方法：脉冲响应不变法和双线性变换法。脉冲响应不变法保留了模拟滤波器的频率响应特性，但可能会引入非线性相位；而双线性变换法则可以在线性相位条件下转换模拟滤波器，但可能改变频率响应。 此外，章节还涵盖了数字高通、带通和带阻滤波器的设计，这些都是IIR滤波器应用中的重要部分。这些滤波器能够分别通过或阻止特定频率范围的信号，从而在音频处理、通信和图像处理等领域有着广泛应用。 本资源详细阐述了IIR数字滤波器的基本理论、设计方法以及技术要求，对于理解数字信号处理中的滤波器设计具有很高的参考价值。无论是学生还是专业工程师，都能从中获得对IIR滤波器深入的理解。