数字滤波器设计及工程应用PDF电子书下载

1　噪声的基础知识 1

1.1 随机噪声及其统计规律 1

1.1.1　随机噪声的概率分布 1

1.1.2　噪声的统计特征 1

1.2 噪声的相关函数 2

1.2.1　噪声自相关函数 2

1.2.2　噪声互相关函数 3

1.3　噪声的功率谱密度 3

1.4　工程中常见的噪声 4

1.4.1 白噪声 4

1.4.2　高斯噪声 6

1.4.3　限带白噪声 7

1.4.4　窄带噪声 8

1.4.5　色噪声 8

1.5 工程中其他的噪声 11

1.5.1　差模噪声和共模噪声 11

1.5.2　分形噪声 11

1.5.3　椒盐噪声 11

1.5.4　量化噪声 12

1.6　噪声与信道作用方式 12

1.7　信噪比 13

1.8　噪声响应 13

2　数字滤波器的基础知识 14

2.1 数字滤波器的传递函数 14

2.1.1　DF传递函数的定义 14

2.1.2　DF传递函数与单位冲激响应 15

2.2　数字滤波器的频率响应分析 16

2.3　数字滤波器的构成 18

2.3.1　直接构成法 19

2.3.2　间接构成法 20

2.4　数字滤波器的分类 21

2.4.1　按频率分布特性分类 21

2.4.2　按实现方式分类 21

2.4.3　按对冲激响应特性分类 22

3　低通数字滤波器的设计及性能分析3.1 有限冲激响应数字滤波器和无限冲激响应数字滤波器 23

3.1.1 FIR DF 23

3.1.2 IIR DF 24

3.2 数字滤波器的递归与非递归实现 25

3.3　数字滤波器的技术要求及指标 26

3.4　数字滤波器设计方法概述 28

3.5 IIR DF设计 28

3.5.1 由AF到DF 28

3.5.2　对给定技术指标的逼近方法概述 29

3.5.3 巴特沃斯模拟低通滤波器设计方法 30

3.5.4　切比雪夫模拟低通滤波器设计方法 36

3.5.5 巴特沃斯与切比雪夫模拟低通滤波器性能比较 40

3.5.6 冲激不变法设计IIR DF 41

3.5.7　双线性z变换法设计IIR DF 44

3.6 FIR DF设计 49

3.6.1 FIR DF的线性相位特性 50

3.6.2 傅里叶级数法设计FIR DF 51

3.6.3　频率抽样法设计FIR DF 54

3.6.4　切比雪夫逼近法设计FIR DF 57

3.7 IIR DF和FIR DF设计比较 61

4　高通、带通及带阻数字滤波器的设计4.1　设计中符号的约定 63

4.2 高通、带通及带阻模拟滤波器设计 65

4.2.1 LP AF到HP AF 65

4.2.2 LP AF到BP AF 67

4.2.3 LP AF到BS AF 70

4.3 采用第二条途径设计高通、带通及带阻数字滤波器 72

4.3.1 BP DF设计 73

4.3.2　其他形式DF设计 74

4.4 高通、带通及带阻数字滤波器直接设计 75

4.4.1 HP DF直接设计 76

4.4.2 BP DF直接设计 77

4.4.3 BS DF直接设计 79

5 数字滤波器的MATLAB实现及应用5.1 MATLAB简介 80

5.2 MATLAB常用命令 81

5.3 MATLAB使用技巧 97

5.4 MATLAB信号处理常用函数 102

5.5　IIR滤波器阶数估计 105

5.5.1 巴特沃斯滤波器阶数估计 105

5.5.2　切比雪夫Ⅰ型滤波器阶数估计 107

5.5.3　切比雪夫Ⅱ型滤波器阶数估计 108

5.5.4　椭圆滤波器阶数估计 108

5.6　低通原型模拟滤波器设计 108

5.6.1 巴特沃斯低通原型模拟滤波器设计 108

5.6.2　贝塞尔低通原型模拟滤波器设计 110

5.6.3　切比雪夫Ⅰ型低通原型模拟滤波器设计 111

5.6.4　切比雪夫Ⅱ型低通原型模拟滤波器设计 113

5.6.5　椭圆低通原型模拟滤波器设计 114

5.7 IIR DF设计 116

5.7.1 经典设计法设计IIR DF 116

5.7.2　直接设计法设计IIR DF 128

5.7.3 最大平滑法设计IIR DF 129

5.8 FIR DF设计 130

5.8.1 窗函数法设计FIR DF 130

5.8.2 频率采样法设计FIR DF 137

5.8.3 最小二乘法设计FIR DF 142

5.8.4 内插法设计FIR DF 143

5.8.5　最优化法设计FIR DF 146

5.8.6 升余弦法设计FIR DF 148

5.9　数字滤波器的应用 149

5.9.1 IIR DF的应用 152

5.9.2 FIR DF的应用 166

6　工程中简易滤波方法 174

6.1 算术平均滤波法 174

6.2　限幅滤波法 178

6.3 中值（或中位值）滤波法 180

6.4　滑动平均滤波法 182

6.5 中值平均滤波法 185

6.6 限幅平均滤波法 187

6.7 一阶滞后滤波法 189

6.8　加权滑动（递推）平均滤波法 191

6.9 消抖滤波法 191

6.10 限幅消抖滤波法 191

附录A　数字滤波的分析工具 193

附录B　常用窗函数 200

参考文献 216