数字信号处理 第五章09 fir数字滤波器-频率取样设计法2.ppt [兼容...
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数字信号处理
周治国2015.11
第五章 数字滤波器
FIR数字滤波器
频率取样设计法
2
2
1
10
1
0
1
11
1 11
( )
( )
( ) ( ) ( )
( )
( )( )
( ) ( )
j kNd d z e
jd k
N
N N
kk N
N
kk
N
k kN
H k H k H z
H e
H kzH zN W z
H z H k z
zzN W z
F
F
设计原理
内插公式
1
0
21 1
1( )
j
Nj j
kk
jNj
k j kN
z e
H e H k e
eeN e
F
F
设计原理
( )sin
sin
sin
sin
N kjj Nk
jk
Nj
Nj
k
Nj
N
e eN k
N
e kN
N
eN
H e H k kN
e
F
F F
F
F
2 2
12
1
0
12
21
22
21
22
sin
sin
kN jN
k
N
H k eN k
N
1
0
2
2
( )jdH e
( )jHe
( )Hk
/N2
• 抽样点上,频率响应严格相等
• 抽样点之间,加权内插函数的延伸叠加
• 变化越平缓,内插越接近理想值,逼近误差较小
sin
sin
sin,
sin
Nj kN N jj N
k k
Nk jj jN
NeH e H k k H k e
N N kN
N
s k e H e eN k
N
F
1
1 12
0 0
12
22
2
21
2
,N
k
H k s k
1
0
内插函数
H()
2
2()
-(N-1)
H() = H(2-)
12
0
2
2
12
0 1 2 1
1 22
2
( )( ) ( )
( ) ( )cos
( )
( ) ( ) , , , ,
( )
( )
( ) ( )
k
j j
N
n
jk
N
jk
k kN
k N k
k N k
H e H e
H a n n
N
H k H e k N
H k H e
N kN
H H
H H
H H
L
对第一类线性相位滤波器,h(n)为偶对称,N为奇数线性相位约束条件
N为偶数:
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 20
2
4
6
8
10
12
14
16
18
| H(ejω) |
| Hd(ejω) |
| H(k) |
A summary:
① 时域:
② 频域:
③ 零点:
成倒易对出现
线性相位
FIR
数字滤波器特
点
( ) ( )h n h N n 1
12 2
1 11 ( )
( ) ( )( ) ( ) ( )
L Njj
L N
H e H eH z z H z
— H()为实函数— h(n)偶对称:L = 0— h(n)奇对称:L = 1
线性相位FIR滤波器的四种情况h(n) = h(N-n-1)
h(n) = -h(N-n-1)
1)
2)
3)
4)
()=-(N-1)/2
()=/2-(N-1)/2
20
-(N-1)
20
-(N-3/2)
()
()
/2
( ) [( )/ ]
( ) [( )/ ], ( )/
a h N
a n h N n n N
0 1 2
2 1 2 1 1 2∼
( )
( ) [ / ], /
b
b n h N n n N
0 0
2 2 1 2∼
( )
( ) [( )/ ], ( )/
c
c n h N n n N
0 0
2 1 2 1 1 2∼
( )
( ) [ / ], /
d
d n h N n n N
0 0
2 2 1 2∼
h(n)
a(n)
h(n)
b(n)
(N-1)/2
N/2
h(n)
c(n)
(N-1)/2
h(n)
d(n)
N/2
2
2
2
2
1 2
0
( )/
( ) ( )sin( )N
n
H c n n
2
0
1 2/
( ) ( ) sin[ ( / )]N
n
H d n n
1 2
0
( )/
( ) ( )cos( )N
n
H a n n
2
0
1 2/
( ) ( )cos[ ( / )]N
n
H b n n
奇数N
奇数N
偶数N
偶数N
2Nπ
1-1Re[z]
jIm[z]N=8:偶数
2Nπ
1-1Re[z]
jIm[z]N=9:奇数
2Nπ
1-1Re[z]
jIm[z]N=8:偶数
Nπ
2Nπ
1-1Re[z]
jIm[z]N=9:奇数
Nπ
I 型 II 型
It may be closer to acertain edge frequency
频率抽样两种方法
1)第一种频率抽样
系统函数:
频率响应:
2)第二种频率抽样
系统函数:
频率响应:-1
2Nπ
1-1Re[z]
jIm[z]N=8:偶数
2Nπ
1Re[z]
jIm[z]N=8:偶数
Nπ
pp. 245
, , ...,j kN
jd d d kz e N
H k H k H z H e k N
2 2 0 1 1
1
10
11
( )( )N N
kk N
z H kH zN W z
1 1
2
0
21
2
sin
sin
N kNj jj N
k
N
H e e H k eN k
N
( )
, , ...,j k
N N
jd d kz e N N
H k H z H e k N
2 2 0 1 1
1
2 10 2 1
1
1
( )N N
j kk N
H kzH zN
e z
121 1
2
0
21
2 2
cos
sin
j kNN Njj
k
NH k e
H e eN
j kN
线性相位约束条件
于是
对于第一种抽样方式,当h(n)为实数时
-1 0 1 2 3 4 5 60
5
10
15
20
-1 0 1 2 3 4 5 60
1
2
3
4
5
h(n)
|H(k)|
-1 0 1 2 3 4 5 6-3
-2
-1
0
1
2
3
(k)
( ) [ ( )]H k DFT h n
( ) ( )H k H N k
| ( ) | | ( ) |( ) arg[ ( )] ( )H k H N kk H k N k
Nk
2
以 中心
( ) ( )h n h n
根据P91 (3-79)
( ) [ ( )]H N k DFT h n
线性相位系统传函和频响
N为奇数:
N为偶数: 2Nπ
1-1 Re[z]
jIm[z]N=8:偶数
2Nπ
1-1 Re[z]
jIm[z]N=9:奇数
第一种频率抽样方法:
2 1 102 2
2 1 1 12 2
, ...,
, ...,
N Nk kNk
N NN k k NN
2 1 0 12 2
02
2 1 1 12 2
, ...,
, ...,
N Nk kN
Nk k
N NN k k NN
( ) N
12
由:
当N为奇数时:
当N为偶数时:
频率响应:
, ...,
, ...,
Nj kN
Nj N kN
NH k e kH k
NH k e k N
2 12
2 12
102
1 12
, ...,
, ...,
Nj kN
Nj N kN
NH k e k
NH k k
NH k e k N
2 12
2 12
0 12
02
1 12
1
2
02 22
2 2 2
sin sin( ) sin| ( ) |
sin sin sin
Njj
k kN N NHN NH kH e e
N k kNN N
1
M
k
N为奇数M = (N-1)/2, N为偶数M = N/2-1
N = 7
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 20
2
4
6
8
10
12
14
16
18
| H(ejω) |
| Hd(ejω) |
| H(k) |
第一种抽样偶对称奇数点
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4 arg[H(ej)]
-1 0 1 2 3 4 5 6 70
1
2
3
4
-1 0 1 2 3 4 5 6 70
5
10
15
20
-1 0 1 2 3 4 5 6 7-4
-2
0
2
4
-1 0 1 2 3 4 5 6 70
2
4
6
-1 0 1 2 3 4 5 6 70
5
10
15
20
-1 0 1 2 3 4 5 6 7-4
-2
0
2
4
hd(n)
|Hd(k)|
d(k)
h(n)
|H(k)|
(k)
强行置零
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 20
2
4
6
8
10
12
14
16
| H(ejω) |
| Hd(ejω) |
| Hd(k) |
| H(k) |
N = 6第一种抽样偶对称偶数点
-1 0 1 2 3 4 5 60
1
2
3
4
-1 0 1 2 3 4 5 60
5
10
15
20
-1 0 1 2 3 4 5 6-4
-2
0
2
4
hd(n)
|Hd(k)|
d(k)
-1 0 1 2 3 4 5 60
1
2
3
4
-1 0 1 2 3 4 5 60
5
10
15
20
-1 0 1 2 3 4 5 6-4
-2
0
2
4
h(n)
|H(k)|
(k)
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4 arg[Hd(ej)]: nonlinear phase response
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4arg[H(ej)]: linear phase response
N = 7
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 20
2
4
6
8
10
12
14
16
18
| H(ejω) |
| Hd(ejω) |
| H(k) |
第一种抽样奇对称奇数点
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4 arg[H(ej)]
h(n)
|H(k)|
(k)
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 20
2
4
6
8
10
12
14
16
| H(ejω) |
| Hd(ejω) |
| H(k) |
N = 6第一种抽样奇对称偶数点
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4 arg[H(ej)]
-1 0 1 2 3 4 5 6-2
-1
0
1
2
-1 0 1 2 3 4 5 60
1
2
3
-1 0 1 2 3 4 5 6-4
-2
0
2
4
h(n)
|H(k)|
(k)
线性相位约束条件
对于第二种抽样方式,当h(n)为实数时
-1 0 1 2 3 4 5 60
5
10
15
20
-1 0 1 2 3 4 5 60
1
2
3
4
5
h(n)
|H(k)|
-1 0 1 2 3 4 5 6-3
-2
-1
0
1
2
3
(k)
( ) ( )H k H N k 1
| ( ) | | ( ) |( ) arg[ ( )] ( )H k H N kk H k N k
Nk
11
12
以 中心
线性相位系统传函和频响
N为偶数:
N为奇数:
2Nπ
1-1 Re[z]
jIm[z]N=8:偶数
Nπ
2Nπ
1-1 Re[z]
jIm[z]N=9:奇数
Nπ
第二种频率抽样方法:
2 1 1 302 2 2
102
2 1 1 1 12 2 2
, ...,
, ...,
N Nk kN
Nk k
N NN k k NN
2 1 1 0 1
2 2 22 1 1 1
2 2 2
, ...,
, ...,
N Nk kNk
N NN k k NN
当N为奇数时:
当N为偶数时:
, ...,
, ...,
Nj kN
Nj N kN
NH k e k
N NH k H k
NH k e k N
2 1 12 2
2 1 12 2
302
1 12 2
1 12
, ...,
, ...,
Nj kN
Nj N kN
NH k e kH k
NH k e k N
2 1 12 2
2 1 12 2
0 12
12
1
21
02
1 12 2 2 2
12 2 2
sin sin| ( ) |
sin sin
N Mjj
Nk
N k N kN NH kH e e H
Nk
N
12
kN
12 2
12 2
12
32
20 1
cos
cos, :
, :
N N
N
N
HN
N
N
H M n odd
H M n even
频率响应:
N = 7
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 20
2
4
6
8
10
12
14
16
18
| H(ejω) |
| Hd(ejω) |
| H(k) |
第二种抽样偶对称奇数点
-1 0 1 2 3 4 5 6 70
2
4
6
-1 0 1 2 3 4 5 6 70
5
10
15
-1 0 1 2 3 4 5 6 7-4
-2
0
2
4
-1 0 1 2 3 4 5 6 70
1
2
3
4
-1 0 1 2 3 4 5 6 70
5
10
15
-1 0 1 2 3 4 5 6 7-4
-2
0
2
hd(n)
arg[H(k)]
|Hd(k)|
arg[Hd(k)]
|H(k)|
h(n)
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4 arg[Hd(ej)]: nonlinear phase response arg[H(ej)]: linear phase response
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 20
2
4
6
8
10
12
14
16
| H(ejω) |, linear phase response
| H(ejω) |, nonlinear phase response| H(k) |
| H(ejω) |
| Hd(ejω) |
| H(k) |
N = 6第二种抽样偶对称偶数点
-1 0 1 2 3 4 5 60
1
2
3
4
-1 0 1 2 3 4 5 60
5
10
15
20
-1 0 1 2 3 4 5 6-4
-2
0
2
4
hd(n)
|Hd(k)|
d(k)
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4 arg[Hd(ej)]: nonlinear phase response
-1 0 1 2 3 4 5 60
2
4
6
-1 0 1 2 3 4 5 60
5
10
15
-1 0 1 2 3 4 5 6-4
-2
0
2
4
h(n)
|H(k)|
(k)
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4 arg[H(ej)]: linear phase response
过渡带的优化设计(增加自由度)
增加过渡带抽样点,可加大阻带衰减 ξ
不加过渡抽样点:
加一点:
加两点:
加三点:
•增加过渡带抽样点,可加大阻带衰减,但导致过渡带变宽•增加N,使抽样点变密,减小过渡带宽度,但增加了计算量
优点:频域直接设计;窄带缺点:抽样频率只能是 2π/N或
者π/N的整数倍,且截止频率 c不能任意取值(采样点可能无法触及)
( )jdH e
( )jH e
( )H k/N2
( ) ( )−
ω
=
π= ω −
∑N 1
j
k 0
2H e H k Φ kN
例:利用频率抽样法设计一个频率特性为矩形的理想低通滤波器,截止频率为0.5π,抽样点数为N = 33,要求滤波器具有线性相位。
解:
按第一种频率抽样方式,N=33,得抽样点
得线性相位FIR滤波器的频率响应:
过渡带宽: 阻带衰减:-20dB
j1020log |H(e )|/dBω
理想低通频率特性:
an example
( )8
j j16
k 1
k k33 sin 33 sin 33sin 2 33 2 332H e ek k33 sin 33 sin 33 sin
2 2 33 2 33
ω ω
ω π ω πω
ω ω π ω π−
=
− + = + + − +
∑
c
c
N N 11 0 k Int 82 4
| H(k) |N N 10 Int 1 9 k 162 2
ωπ
ωπ
−≤ ≤ = =
= − + = ≤ ≤ =
( )j cd
1 0| H e |0 otherwise
ω ω ω ≤ ≤=
* 增加一点过渡带抽样点
令H(9)=0.5(注意:原本H(9)=0)
过渡带宽: 阻带衰减:-40dB
* 增加两点过渡带抽样点,且增加抽样点数为N=65
令H(17)=0.5886,H(18)=0.1065
过渡带宽: 阻带衰减:-60dB
1 4 /2( )
0 4, 2
15 FIR
( ), 0,1, , 1( )
(3)
jdH e
N
H k k NH z
ω π ω πω π π ω π
≤ ≤= < ≤ ≤=
= −L
设理想数字带通滤波器的幅频响应为
要求用频率取样法设计相应的 时 线性相位
数字带通滤波器,
(1)确定频率抽样序列
(2)确定滤波器的系统函数
给出滤波器的任意一种结构实现形式
FIR滤波器设计1--往年真题
02(04-05)
2( ) ( )
2 215
154 41 22 15 8152 23 42 15 4
453 2 3 211 122 15 41057 4 7 413 142 15 8
1, 2,3,12,13( )
0,
jd k
N
d
H k H e
N
kH k
ωπ
ω
π πω
π πω π
π πω π
π πω π
π πω π
==
∆ = =
< = = < ∆ < = = <∆ < = = <∆ < = = <∆
=⇒ =
解:
(1)理想数字带通滤波器
的幅频响为
其他
K=3K=4K=6K=7
K=5
K=8K=0
K=2K=1
K=14K=13
K=12
π/2π/4 3π/4 π 3π/2π/2 7π/4 2πω
K=2 K=3 K=12 K=13
1 2 142 15
1415
( ) ( )2,3,12,13
, 2,3,12,13( )0,
Nj k j kN
d
j k
H k H k e ek
e kH k
ππ
π
−− −
−
= =
=
==
g
其他
K=9K=10
K=11
1 2 142 15
1415
28 215 15
182 215 15
( ) ( )2,3,12,13
, 2,3,12,13( )0,
(0) (1) (4) (5) (6) (7)(8) (9) (10) (11) (14) 0
(2) 0.91 0.41,
(13) 0.91 0
Nj k j kN
d
j k
j j
j j
H k H k e ek
e kH k
H H H H H HH H H H H
H e e j
H e e j
ππ
π
π π
π π
−− −
−
−
− −
= =
=
==
= = = = == = = = = =
= = = +
= = = −
g
其他
42 1215 15
168 1215 15
.41
(3) 0.81 0.59,
(12) 0.81 0.59
( ) ( )
j j
j j
H e e j
H e e j
H k H N k
π π
π π
− −
−
∗
= = = − +
= = = − −
= −
(
, ...,
, ...,
, ,
Nj kN
N Nj N k j N kN N
Nj k j kN
Nj N k jN
NH k e kH k
NH k e or H N k e k N
e e k
H k e e
2 12
2 1 2 12 2
2 1 142 15
2 1 14 12 15
102
1 12
2 3
), ,
,
( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )( ) ( ) ( ) ( ) ( )
( ) . . ,
( ) . .
( ) .
k j k
j j
j j
j j
e k
H H H H H HH H H H H
H e e j
H e e j
H e e j
14515
28 215 15
182 215 15
42 1215 15
12 130
0 1 4 5 6 78 9 10 11 14 0
2 0 91 0 41
13 0 91 0 41
3 0 81
其他
. ,
( ) . .j j
H e e j
168 1215 15
0 59
12 0 81 0 59
或采用P243(5-238)求解
1
10
14 1415 1514 15 15
210 2,3,12,13 115 15
14 14 14 142 3 1215 15 15 15
2 2 22 3 121 1 115 15 15
1 ( )(2) ( )1
1 1( )15 1 15 1
115 1 1 1
N N
kk N
j k j k
k j kk k
j j j j
j j j
z H kH zN W z
z e z eH zW z e z
z e e e e
e z e z e z
π π
π
π π π
π π π
− −
− −=
− −− −
− − −= = −
− − − −−
− − −− − −
−=
−
− −= =
−−
−= + + +
− − −
∑
∑ ∑
1315
2 13 115
14 14 14 142 13 3 1215 15 15 15 15
2 2 2 22 13 3 121 1 1 115 15 15 15
2 215 15 15
4 41 115 15
1
1 ( ) ( )15 1 1 1 1
1 ( ) (15 1 1
j
j j j j
j j j j
j j j
j j
e z
z e e e e
e z e z e z e z
z e e e
e z e z
π
π
π π π π
π π π π
π π
π π
− −
− − − −−
− − − −− − − −
− −−
− − −
−
− = + + + − − − −
−= + +
− −
4 45 5
2 21 15 5
)1 1
j
j j
e
e z e z
π π
π π− − −
+ − −
2 2 4 415 15 15 5 5
4 4 2 21 1 1 115 15 5 5
2 4 2 4 4 2 415 1 1 115 15 15 15 5 5 5
4 41 115 15
1 ( ) ( )15 1 1 1 1
1 (1 ) (1 ) (1 ) (115
(1 )(1 )
j j j j
j j j j
j j j j j j j
j j
z e e e e
e z e z e z e z
z e e z e e z e e z e e
e z e z
π π π π
π π π π
π π ππ π π π
π π
− −−
− −− − − −
− − −− − − −
− − −
− = + + + − − − −
− − + − − + −= +
− −
215
2 21 15 5
2 2 2 2 4 4 2 215 1 115 15 15 15 5 5 5 5
1 2 1 2
115
)
(1 )(1 )
1 ( ) ( ) ( ) ( )4 215 1 2cos 1 2cos15 5
2 22cos 2cos1 15 1515 1 2cos
j
j j
j j j j j j j j
z
e z e z
z e e e e z e e e e z
z z z z
zz
π
π π
π π π π π π π π
π π
π π
− −
− − −
− − − −− − −
− − − −
−−
− − − + − + + − +
= + − + − +
−−=
−
1
1 2 1 2
15 1 1
1 2 1 2
4 22cos 2cos5 5
4 21 2cos15 5
1 1.83 1.83 1.62 0.6215 1 1.34 1 1.83
z
z z z z
z z zz z z z
π π
π π
−
− − − −
− − −
− − − −
− +
+ − + − − − −
= + − + − +
z-1
z-1
z-1
z-15
- 1/15
H(2)
H(3)
H(13)
x(n) y(n)
−215W
−315W
−1315W
M
28 215 15
182 215 15
42 1215 15
168 1215 15
(3)
(2) 0.91 0.41,
(13) 0.91 0.41
(3) 0.81 0.59,
(12) 0.81 0.59
j j
j j
j j
j j
H e e j
H e e j
H e e j
H e e j
π π
π π
π π
π π
−
− −
− −
−
= = = +
= = = −
= = = − +
= = = − −
1 2( )
0 2
11 FIR( ), 0,1, , 1
( )( )
(4) ( )(5)
2
jd
j
H e
NH k k N
H zH e
h n
ω
ω
π ω πω π
≤ ≤= <=
= −L
设理想数字高通滤波器的幅频响应为
用频率取样法设计相应的 时 线性相位数字高通滤波器,
(1)确定频域取样序列
(2)确定滤波器的系统函数
(3)确定滤波器的频率响应
确定滤波器的单位脉冲响应
给出滤波器的任意一种结构实现形式
注:四舍五入到小数点后 位
FIR滤波器设计2--往年真题
03B(05-06)
√
2
1 2 102 11
1011
( ) ( )
2 211
112 2 32 11 4333 2 3 2 82 11 4
1, 3 8( )
0,
( ) ( )3,4,5,6,7,8
, 3 8( )0,
jd k
N
d
Nj k j kN
d
j k
H k H e
N
kH k
H k H k e ek
e kH k
ωπ
ω
ππ
π
π πω
π πω π
π πω π
=
−− −
−
=
∆ = =
= = < ∆ = = >∆
≤ ≤⇒ =
= =
=
≤ ≤=
解:(1)理想数字高通滤波器的幅频响为
其他
其他
K=3K=4
K=6K=7
K=5
K=8
K=0
ππ/2 3π/2 2πω
1011
30 8 80 811 11 11 11
40 4 70 411 11 11 11
5011
, 3 8( )0,
(0) (1) (2) (9) (10) 0
(3) 0.65 0.76, (8) 0.65 0.76
(4) 0.42 0.91, (7) 0.42 0.91
(5)
j k
j j j j
j j j j
j
e kH k
H H H H H
H e e j H e e j
H e e j H e e j
H e
π
π π π π
π π π π
π
−
− − −
− − −
−
≤ ≤=
= = = = =
= = = − − = = = − +
= = = + = = = −
= =
其他
6 60 611 11 110.14 0.99, (6) 0.14 0.99
( ) ( )
j j je j H e e j
H k H N k
π π π− −
∗
= − − = = = − +
= −
ππ/2 3π/2 2πω
1
10
10 1011 1110 1011 11
210 0 111 11
11
10 10 10 103 4 5 611 11 11 11
2 3 2 4 2 51 1 111 11 11
1 ( )(2) ( )1
1 1( )11 1 11 1
111
1 1 1 1
N N
kk N
j k j k
kk jk k
j j j j
j j j
z H kH zN W z
z e z eH zW z e z
z
e e e e
e z e z e z e
π π
π
π π π π
π π π
− −
− −=
− −− −
− − −= = −
−
− − − −
− − − −− − −
−=
−
− −= =
−−
−=
+ + +− − − −
∑
∑ ∑
10 107 811 11
2 6 2 7 2 81 1 111 11 11
11
10 10 10 10 10 103 8 4 7 511 11 11 11 11 1
2 3 2 8 2 4 2 7 2 51 1 1 1 111 11 11 11 11
1 1
111
( ) ( ) (1 1 1 1 1
j j
j j j
j j j j j j
j j j j j
e e
z e z e z
z
e e e e e e
e z e z e z e z e z
π π
π π π
π π π π π
π π π π π
− −
− −− − −
−
− − − − − −
− − − − −− − − − −
+ + − −
−=
+ + + + +− − − − −
61
2 6111
11 1 1 1
1 2 1 2 1 2
)1
1 1.31 1.31 0.83 0.83 0.28 0.28( )11 1 0.28 1 1.31 1 1.92
je z
z z z zz z z z z z
π
π− −
− − − −
− − − − − −
−
− − + − − += + +
− + − + + +
ππ/2 3π/2 2πω
11 10
0 11
21011
0
1 ( )(3) ( ) ( )11 1
1(4) ( ) ( )
(0) (10) 0.0694(1) (9) 0.0540(2) (8) 0.1094(3) (7) 0.0474(4) (6) 0.3194(5) 0.5455
(5)
j
jj
k jz ek
j kn
k
e H kH e H zW e
h n H k eN
h hh hh hh hh hh
ω
ωω
ω
π
−
− −==
=
−= =
−
=
= = −= == == = −= = −=
∑
∑
给出滤波器的任意一种结构实现形式
频率取样型
ππ/2 3π/2 2πω
z-1
z-1
z-1
z-11
- 1/11
H(3)
H(4)
H(8)
x(n) y(n)
−311W
−411W
−811W
30 8 80 811 11 11 11
40 4 70 411 11 11 11
50 6 60 611 11 11 11
(3) 0.65 0.76, (8) 0.65 0.76
(4) 0.42 0.91, (7) 0.42 0.91
(5) 0.14 0.99, (6) 0.14 0.99
j j j j
j j j j
j j j j
H e e j H e e j
H e e j H e e j
H e e j H e e j
π π π π
π π π π
π π π π
− − −
− − −
− − −
= = = − − = = = − +
= = = + = = = −
= = = − − = = = − +
M