用脉冲响应不变设计巴特沃斯数字低通滤波器

资 源 简 介

用脉冲响应不变设计巴特沃斯数字低通滤波器

详 情 说 明

脉冲响应不变法是一种将模拟滤波器转换为数字滤波器的重要方法，特别适合用于设计巴特沃斯数字低通滤波器。这种方法的核心思想是保持模拟滤波器的脉冲响应特性在离散化后不变。

设计过程首先需要确定数字滤波器的性能指标，包括截止频率、通带和阻带衰减等参数。然后根据这些指标设计对应的模拟巴特沃斯滤波器。巴特沃斯滤波器的特点是通带内具有最大平坦的幅度响应，过渡带相对平滑。

接下来是关键的离散化步骤，通过脉冲响应不变法将模拟滤波器转换到数字域。这一过程需要注意几个要点：首先是采样时间的选择，它会影响数字滤波器的频率响应；其次是模拟到数字域的映射关系，通常采用双线性变换来避免混叠问题。

在设计完成后，还需要验证数字滤波器是否满足初始的性能指标要求。常见的检查包括频率响应曲线的形状、截止频率处的衰减值以及相位特性等。对于不满足要求的情况，可能需要调整滤波器阶数或重新选择截止频率。

脉冲响应不变法特别适合处理具有严格时域要求的滤波器设计问题，但在高频段可能出现混叠现象，这是使用时需要注意的一个局限。