第五章 數(shù)字濾波器.doc

第五章 數(shù)字濾波器一、數(shù)字濾波器結(jié)構(gòu)填空題：1FIR濾波器是否一定為線性相位系統(tǒng)？（ ）。計(jì)算題：2設(shè)某FIR數(shù)字濾波器的沖激響應(yīng)，其他值時(shí)。試求的幅頻響應(yīng)和相頻響應(yīng)的表示式，并畫出該濾波器流圖的線性相位結(jié)構(gòu)形式。作圖題：3有人設(shè)計(jì)了一只數(shù)字濾波器，得到其系統(tǒng)函數(shù)為： 請采用并聯(lián)型結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)。4用級聯(lián)型結(jié)構(gòu)和并聯(lián)型結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)一下傳遞函數(shù)（1）（2）5用橫截型結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)以下系統(tǒng)函數(shù)：6設(shè)某FIR數(shù)字濾波器的系統(tǒng)函數(shù)為 試畫出此濾波器的線性相位結(jié)構(gòu)。7畫出由下列差分方程定義的因果線性離散時(shí)間系統(tǒng)的直接型、直接型、級聯(lián)型和并聯(lián)型結(jié)構(gòu)的信號流程圖，級聯(lián)型和并聯(lián)型只用1階節(jié)， 8用級聯(lián)型及并聯(lián)型結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)函數(shù)：9已知濾波器單位抽樣響應(yīng)為 畫出橫截型結(jié)構(gòu)。10用卷積型和級聯(lián)型網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)函數(shù)：二、IIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)填空題：1已知一IIR濾波器的，該濾波器的類型為（ ）。2脈沖響應(yīng)不變法的基本思路是（ ）。3寫出設(shè)計(jì)原型模擬低通的三種方法：（1）（ ），（2）（ ），（3）（ ）。4設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器的方法之一是先設(shè)計(jì)模擬濾波器，然后通過模擬S域（拉氏變換域）到數(shù)字Z域的變換，將模擬濾波器轉(zhuǎn)換成數(shù)字濾波器，其中常用的雙線性變換的關(guān)系式是（ ）。5設(shè)計(jì)IIR DF時(shí)采用的雙線性變換法，將S域軸上的模擬抽樣角頻率變換到Z域單位圓上的數(shù)字頻率（ ）處。簡答題：6試分析脈沖響應(yīng)不變法設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器的基本思想、方法及其局限性。7從以下幾個(gè)方面比較脈沖響應(yīng)不變法和雙線性變換法的特點(diǎn)：基本思路，如何從S平面映射到Z平面，頻域變換的線性關(guān)系。判斷說明題：8將模擬濾波器轉(zhuǎn)換成數(shù)字濾波器，除了雙線性變換法外，脈沖響應(yīng)不變法也是常用方法之一，它可以用來將模擬低通，帶通和高通濾波器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字濾波器。（ ）9采用雙線性變換法設(shè)計(jì)IIR DF時(shí)，如果設(shè)計(jì)出的模擬濾波器具有線性頻響特性，那么轉(zhuǎn)換后的數(shù)字濾波器也具有線性頻響特性。（）計(jì)算題：10假設(shè)某模擬濾波器是一個(gè)低通濾波器，又知（用了變換）于是數(shù)字濾波器的通帶中心位于：（1）（是低通）（2）（是高通）（3）在（0，）內(nèi)的某一頻率上試判定哪個(gè)結(jié)論對。11設(shè)有一模擬濾波器 抽樣周期T=2，試用雙線性變換法將它轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字系統(tǒng)函數(shù)。12下圖表示一個(gè)數(shù)字濾波器的頻率響應(yīng)。（1）用沖激響應(yīng)不變法，試求原型模擬濾波器的頻率響應(yīng)。（2）當(dāng)采用雙線性變換法時(shí)，試求原型模擬濾波器的頻率響應(yīng)。13用雙線性變換法設(shè)計(jì)一個(gè)3階Butterworth數(shù)字帶通濾波器，抽樣頻率，上下邊帶截止頻率分別為，。（數(shù)字低通原型濾波器的截止頻率可以自選）附：低階次巴特沃斯濾波器的系統(tǒng)函數(shù)H(s):階 次系 統(tǒng) 函 數(shù)1Wpc/(s+Wpc)2Wpc2/(s2+1.414Wpcs+Wpc3)3Wpc3/(s3+2Wpcs2+2Wpc2s+Wpc3)4Wpc4/(s4+2.613Wpc s3+3.414Wpc 2s2+2.613Wpc 3s+Wpc 4)三、FIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)填空題：1用頻率取樣法設(shè)計(jì)線性相位FIR濾波器時(shí)，控制濾波器阻帶衰減的方法為（ ）。2已知一FIR數(shù)字濾波器的系統(tǒng)函數(shù)，試判斷濾波器的類型（低通，高通，帶通，帶阻）為（ ）。3要獲得線性相位的FIR數(shù)字濾波器，其單位脈沖響應(yīng)必須滿足條件: （ ） （ ）4FIR系統(tǒng)稱為線性相位的充要條件是（ ）。5FIR濾波器（單位取樣序列h（n）為偶對稱且其長度N為偶數(shù)）的幅度函數(shù)對點(diǎn)奇對稱，這說明頻率處的幅度是（ ），這類濾波器不宜做（ ）。6用窗口法設(shè)計(jì)出一個(gè)FIR低通濾波器后，發(fā)現(xiàn)它過渡帶太寬。這樣情況下宜采取的修改措施是（ ）。判斷說明題：7所謂線性相位FIR濾波器，是指其相位與頻率滿足如下關(guān)系式：為常數(shù) （ ）8用頻率抽樣法設(shè)計(jì)FIR濾波器時(shí)，減少采樣點(diǎn)數(shù)可能導(dǎo)致阻帶最小衰耗指標(biāo)的不合格。（ ）9只有當(dāng)FIR系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)為實(shí)數(shù)，且滿足奇/偶對稱條件時(shí)，該FIR系統(tǒng)才是線性相位的。 （ ）10FIR濾波器一定是線性相位的，而IIR濾波器以非線性相頻特性居多。 （ ）11線性相位FIR濾波器傳遞函數(shù)的零點(diǎn)呈現(xiàn)（ ）的特征。簡答題：12利用窗函數(shù)法設(shè)計(jì)FIR濾波器時(shí)，如何選擇窗函數(shù)？13什么是吉布斯（Gibbs）現(xiàn)象? 窗函數(shù)的旁瓣峰值衰耗和濾波器設(shè)計(jì)時(shí)的阻帶最小衰耗各指什么，有什么區(qū)別和聯(lián)系？ 14何為線性相位濾波器?FIR濾波器成為線性相位濾波器的充分條件是什么？15仔細(xì)觀察下圖。（1）這是什么類型具有什么特性的數(shù)字濾波器？（2）寫出其差分方程和系統(tǒng)函數(shù)。16設(shè)是一個(gè)N點(diǎn)序列，表示一個(gè)因果的FIR濾波器，如果要求該濾波器的相位特性為：為常數(shù)。說明：需要的充分必要條件，并確定N和m的關(guān)系。17試述窗函數(shù)法設(shè)計(jì)FIR數(shù)字濾波器的基本步驟？18FIR濾波器具有線性相位的條件是什么？其相位表達(dá)式是什么？計(jì)算題：19如