Bài giảng Xử lý tín hiệu nâng cao - Chương V: Bộ lọc số có đáp ứng xung hữu hạn và vô hạn

CHƯƠNG V 
Xử lý tín hiệu số nâng cao 
Bộ lọc số có đáp ứng xung hữu hạn và vô hạn 
Khái niệm 
Lọc số : biến dạng sự phân bố tấn số của các thành phần của một tín hiệu 
Phân loại 
FIR : hệ thống đặc trưng bởi đáp ứng xung có chiều dài hữu hạn 
IIR : Hệ thống đặc trưng bởi đáp ứng xung có chiều dài vô hạn 
Các mạch lọc đơn giản 
Mạch lọc thông thấp 
Mạch lọc thông cao 
Mạch lọc thông chắn 
Mạch lọc thông dải 
Mạch lọc FIR 
Mạch lọc FIR có hàm truyền dạng tổng quát 
Mạch lọc FIR thông thấp 
Hàm truyền đạt 
	 Hàm truyền này có một điểm không tại z=1 và một điểm cực tại z=0 
Mạch lọc FIR thông thấp 
Đáp ứng tần số của mạch lọc này là: 
Mạch lọc FIR thông thấp 
Đáp ứng biên độ 
b=[0.5 0.5]; 
a=[1]; 
[H,w]=freqz(b,a,100); 
subplot(1,2,1);plot(w/pi,abs(H)); 
subplot(1,2,2);plot(w/pi,angle(H)); 
Mạch lọc FIR thông thấp 
Kết quả: 
	Tùy thuộc vào yêu cầu mà có thể sử dụng 1 lúc nhiều bộ lọc 
Mạch lọc FIR thông cao 
Hàm truyền đạt 
Đáp ứng tần số 
Mạch lọc FIR thông cao 
Đáp ứng biên độ 
Mạch lọc IIR 
Mạch lọc IIR thông thấp 
Đáp ứng tần số của của mạch lọc là: 
Mạch lọc IIR thông thấp 
alpha1=0.9; b1=[1-alpha1, 1-alpha1]; a1=[2,-2*alpha1]; 
alpha2=0.7; b2=[1-alpha2, 1-alpha2]; a2=[2,-2*alpha2]; 
alpha3=0.4; b3=[1-alpha3, 1-alpha3]; a3=[2,-2*alpha3]; 
[H1,w]=freqz(b1,a1,100); 
[H2,w]=freqz(b2,a2,100); 
[H3,w]=freqz(b3,a3,100); 
subplot(2,1,1);plot(w/pi,abs(H1),'b--',w/pi,abs(H2),'r-',w/pi,abs(H3),'g-'); 
legend('alpha=0.9','alpha=0.7','alpha=0.4'); 
subplot(2,1,2);plot(w/pi,angle(H1),'b--',w/pi,angle(H2),'r-',w/pi,angle(H3),'g-'); 
legend('alpha=0.9','alpha=0.7','alpha=0.4'); 
Kết quả 
Mạch lọc IIR thông cao 
Hàm truyền đạt 
Đáp ứng tần số 
Mạch lọc IIR thông cao 
alpha1=0.9; b1=[1+alpha1, -1-alpha1]; a1=[2,-2*alpha1]; 
alpha2=0.7; b2=[1+alpha2, -1-alpha2]; a2=[2,-2*alpha2]; 
alpha3=0.4; b3=[1+alpha3, -1-alpha3]; a3=[2,-2*alpha3]; 
[H1,w]=freqz(b1,a1,100); 
[H2,w]=freqz(b2,a2,100); 
[H3,w]=freqz(b3,a3,100); 
subplot(2,1,1);plot(w/pi,abs(H1),'b--',w/pi,abs(H2),'r-',w/pi,abs(H3),'g-'); 
legend('alpha=0.9','alpha=0.7','alpha=0.4'); 
subplot(2,1,2);plot(w/pi,angle(H1),'b--',w/pi,angle(H2),'r-',w/pi,angle(H3),'g-'); 
legend('alpha=0.9','alpha=0.7','alpha=0.4'); 
Mạch lọc IIR thông cao 
Mạch lọc IIR thông dải 
Hàm truyền đạt 
Mạch lọc IIR thông dải 
beta=0.3; 
alpha1=0.9; b1=[1-alpha1,0, -1+alpha1]; 
a1=[2,-2*beta*(alpha1+1),2*alpha1]; 
alpha2=0.7; b2=[1-alpha2,0, -1+alpha2]; 
a2=[2,-2*beta*(alpha2+1),2*alpha2]; 
alpha3=0.4; b3=[1-alpha3,0, -1+alpha3]; 
a3=[2,-2*beta*(alpha3+1),2*alpha3]; 
[H1,w]=freqz(b1,a1,100); 
[H2,w]=freqz(b2,a2,100); 
[H3,w]=freqz(b3,a3,100); 
subplot(2,1,1);plot(w/pi,abs(H1),'b--',w/pi,abs(H2),'r-',w/pi,abs(H3),'g-'); 
legend('alpha=0.9','alpha=0.7','alpha=0.4'); 
subplot(2,1,2);plot(w/pi,angle(H1),'b--',w/pi,angle(H2),'r-',w/pi,angle(H3),'g-'); 
legend('alpha=0.9','alpha=0.7','alpha=0.4'); 
Mạch lọc IIR thông dải 
Mạch lọc chắn dải 
Hàm truyền đạt