选择特殊符号
选择搜索类型
请输入搜索
你还是对电子专业的基本观念不理解,在电子的世界分数字和模拟然而,真实的物理电子世界根本没有什么数字,只有模拟,数字其实是模拟的理想状态而已0和1只存在与虚拟的理想世界,所以0101是电子学的假想世界,...
模拟滤波器可以直接作用于现实中的模拟信号,如音频信号。模拟低通滤波器可以对低于某一个频率的信号能量进行衰减,高通滤波器则是对高于某个频率的信号能量进行衰减。 数字滤波器是针对已经进行AD转换后的数字信...
fir滤波器(有限长度冲击响应)是全零点型滤波器,其实现形式如下:y[n]=a0*x[n]+a1*x[n-1]+...+a10*x[n-10];这里x是输入序列,y是输出序列。里面的a0到a10对应你...
用于卫星DBS调谐器的数字滤波器设计与仿真
为防止陆地UHF频道的信号到达卫星DBS调谐器并降低其灵敏度,在机顶盒的输入端需要使用高通滤波器。在分析卫星电视信号和陆地信号的基础上,给出了适合卫星DBS调制器的滤波器的性能指标;应用Matlab中的FDATool,设计出了符合指标要求的的IIR高通滤波器,给出了幅频和相频响应曲线。仿真结果表明,设计结果的各项性能指标达到要求,且设计过程简便易行。
数字滤波器式CD播放机伺服处理器的设计
结合我国光盘机机生产的实际,介绍了一种基于频域方法的数字滤波器设计原理,并结合实际详细探讨了数字滤波器式CD播放机伺服系统的基本设计方法,并给出了这种设计方法的成功案例。
译 者 序 随着计算机技术和信息科学的飞速发展,数字信号处理技术受到各领域越来越多的关注,已经逐渐发展成为一门独立的学科并成为信息科学的重要组成部分。在数字信号处理中,数字滤波技术占有重要的地位,几乎出现在所有的数字信号处理系统中。相比较模拟滤波器,数字滤波器具有稳定、无漂移、精度高、参数容易控制等优势,决定了数字滤波器的应用越来越广泛。而MATLAB作为一种功能强大的数据分析和工程计算高级语言,在工业、电子、信号处理、医学、建筑以及航空等领域有着广泛的应用,其丰富的数字滤波器设计软件包,能有效、便捷地完成各种数字滤波器的设计、改进和验证。 FRED J. Taylor是Athena集团董事会主席和共同创始人,现为佛罗里达大学电气工程和计算机与信息科学系教授,同时也是政府机构、工业领域、高等教育以及国家研究理事会委员会的顾问。Taylor教授长年从事数字信号处理,尤其是数字滤波器设计的相关研究工作,正如作者在序言中写到“我有幸目睹并经历了数字滤波器的一系列演变。”基于长期从事数字信号处理尤其是数字滤波器设计的深厚基础和研究成果,Taylor教授撰写出版了《数字滤波器:原理和应用(借助MATLAB)》,该书重点讲述了有限冲激响应滤波器(FIR)、无限冲激响应滤波器(IIR)和多采样率系统等主流数字滤波器的设计及分析方法。除介绍数字滤波器的新近相关技术外,还选取了丰富的素材,所提出的范例和设计思想适用于许多应用领域。采用MATLAB作为工具的大量实例,增加了可读性,使读者更容易理解和借鉴。本书的出版,将对数字滤波器分析和设计领域提供重要的学术理论和工程应用机制,为相关院校和科研院所开展相关技术研究,促使学生跟踪国际前沿提供有益的参考。鉴于数字滤波器在各研究和应用领域的巨大需求,以及作者在数字滤波技术领域的深厚积累,我们组织翻译了《数字滤波器:原理和应用(借助MATLAB)》。该书的翻译和审订由哈尔滨工程大学程建华副教授负责。前言、第1章至第6章由海军装备研究院袁书明高工翻译;第7章至第19章,术语表和中英文对照由哈尔滨工程工程大学程建华副教授翻译。在翻译和出版中,哈尔滨工程大学郝燕玲教授和赵琳教授对译著书稿进行了认真、细致的审阅,并提出了许多宝贵的意见和建议,特此表示感谢。感谢国防工业出版社曲岩编辑对著作引进和出版提供的帮助。
第1章数字信号处理引言
1.1引言
1.2数字信号处理起源
1.3信号域
1.4信号分类
1.5DSP:一个学科
第2章采样原理
2.1引言
2.2香农采样原理
2.3信号重构
2.4香农插值
2.5采样方法
2.6多通道采样
2.7MATLAB 音频选项
第3章混叠
3.1引言
3.2混叠
3.3圆判据
3.4IF采样
第4章数据转换和量化
4.1域的转换
4.2ADC分类
4.3ADC增强技术
4.4DSP数据表示方法
4.5量化误差
4.6MAC单元
4.7MATLAB支持工具
第5章z变换
5.1引言
5.2z变换
5.3原始信号
5.4线性系统的z变换
5.5z变换特性
5.6MATLAB z变换设计工具
5.7系统稳定性
5.8逆z变换
5.9赫维赛德展开法
5.10逆z变换MATLAB设计工具
第6章有限冲激响应滤波器
6.1引言
6.2FIR滤波器
6.3理想低通FIR滤波器
6.4FIR滤波器设计
6.5稳定性
6.6线性相位
6.7群延迟
6.8FIR滤波器零点位置
6.9零相位FIR滤波器
6.10最小相位滤波器
第7章窗函数设计法
7.1有限冲激响应综述
7.2基于窗函数的FIR滤波器设计
7.3确定性设计
7.4数据窗
7.5基于MATLAB窗函数的FIR滤波器设计
7.6Kaiser窗函数
7.7截尾型傅里叶变换设计方法
7.8频率采样设计法
第8章最小均方设计方法
8.1有限冲激响应综述
8.2最小二乘法
8.3最小二乘FIR滤波器设计
8.4MATLAB最小均方设计
8.5MATLAB设计对比
8.6PRONY方法
第9章等波纹设计方法
9.1等波纹准则
9.2雷米兹交换算法
9.3加权等波纹FIR滤波器设计
9.4希尔伯特等波纹FIR滤波器
9.5等波纹滤波器阶次估计
9.6MATLAB等波纹FIR滤波器实现
9.7LP FIR滤波器设计
9.8基于Lp范数的MATLAB滤波器设计
第10章FIR滤波器特例
10.1引言
10.2滑动平均FIR滤波器
10.3梳状FIR滤波器
10.4L波段FIR滤波器
10.5镜像FIR滤波器
10.6补码FIR滤波器
10.7频率抽样滤波器组
10.8卷积平滑FIR滤波器
10.9非线性相位FIR滤波器
10.10Farrow FIR滤波器
第11章FIR的实现
11.1概述
11.2直接型FIR滤波器
11.3转置结构
11.4对称FIR滤波器结构
11.5格型FIR滤波器结构
11.6分布式算法
11.7正则符号数
11.8简化加法器图
11.9FIR有限字长效应
11.10计算误差
11.11缩放
11.12多重MAC结构
第12章经典滤波器设计
12.1引言
12.2经典模拟滤波器
12.3模拟原型滤波器
12.4巴特沃斯原型滤波器
12.5切比雪夫原型滤波器
12.6椭圆原型滤波器
12.7原型滤波器到最终形式的转换
12.8其他IIR滤波器形式
12.9PRONY(PADE)法
12.10尤尔—沃尔
第13章无限冲激响应滤波器设计
13.1引言
13.2冲激响应不变法
13.3冲激响应不变滤波器设计
13.4双线性z变换法
13.5翘曲
13.6MATLAB IIR滤波器设计
13.7冲激响应不变与双线性z变换IIR对比
13.8最优化
第14章状态变量滤波器模型
14.1状态空间系统
14.2状态变量
14.3模拟仿真
14.4MATLAB仿真
14.5状态变量模型
14.6基变换
14.7MATLAB 状态空间
14.8转置系统
14.9MATLAB状态空间算法结构
第15章数字滤波器结构
15.1滤波器结构
15.2直Ⅰ、Ⅱ型结构
15.3直Ⅰ、Ⅱ型IIR滤波器的MATLAB相关函数
15.4直Ⅰ、Ⅱ型结构的MATLAB实现
15.5级联型结构
15.6一阶、二阶子滤波器
15.7一阶、二阶子滤波器的MATLAB实现
15.8并联型结构
15.9级联/并联型结构的MATLAB实现
15.10梯型/格型IIR滤波器
第16章定点效应
16.1背景
16.2定点系统
16.3溢出(饱和)效应
16.4算法误差
16.5系数敏感度
16.6二阶子滤波器
16.7标准IIR滤波器
16.8缩放
16.9极限环振荡
第17章IIR结构分析
17.1溢出防范
17.2Lp范数界
17.3L2溢出预防
17.4L2范数测定
17.5L2范数的附加说明
17.6L∞范数界
17.7L1范数界
17.8噪声功率增益
17.9基于状态空间的噪声分析
17.10相似变换
第18章多采样率系统简介
18.1背景
18.2抽取
18.3插值
18.4采样率转换
18.5多相表示法
18.6子带滤波器
18.7MATLAB
第19章多采样率滤波器
19.1引言
19.2离散傅里叶变换(DFI)滤波器组
19.3L波段滤波器
19.4正交镜像滤波器
19.5多相表达式
19.6掩频滤波器
19.7级联积分梳状滤波器(CIC)
附录一MATLAB
附录二词汇表
附录三中英文对照
参考文献
数字示波器自上个世纪七十年代诞生以来,其应用越来越广泛,已成为测试工程师必备的工具之一。随着近几年来电子技术取得突破性的发展,全世界数字示波器市场进一步扩大,而作为在世界经济发展中扮演重要角色的中国,飞速发展的电子产业也催生了更庞大的数字示波器需求市场。
面对如此庞大的市场,世界以及中国本土示波器制造商一方面增强中国市场的进军力度,另一方面也紧贴市场的需求,最大程度的满足用户的实际使用需求。RIGOL(北京普源精电科技发展有限公司)总经理李维森指出:目前新的技术应用越来越多,测试要求也越来越高,谁能不断满足用户不断变化的测试需求,谁就能赢得市场。
不断满足行业应用新标准
一些业内主要厂商,例如微软,Intel,三星或者西门子等等,他们在实现各自的远景目标过程中都会借助很多的行业新标准。就拿PC来说,一个PC内所含的新标准不下二十种。作为测试平台的提供者,为PC行业的用户提供测试方案时,就必须考虑这二十多种新的行业标准并根据这些标准为PC行业的用户分别提供测试软件和解决方案。在今后的通信和娱乐消费电子行业,特别是电源设计领域,新的应用和标准不断涌现,电子设计工程师在技术开发的过程中每天都要面临着这些新技术所带来的挑战。示波器制造企业就需要针对这些新的标准推出自己的解决方案和工具,从而帮助用户基于这些新的技术开发出新的产品,而这些产品最终能够促进整个电子行业的发展。
在与国外测试测量巨头的博弈中,示波器领域,中国企业已取得非常大的突破。RIGOL公司作为中国仪器界崛起的生力军,继DS5000系列数字示波器创下销售佳绩,获得专业人士好评之后,于2006年初又投下一颗重磅炸弹,推出一款性能卓著的紧凑型数字存储示波器――DS1000系列。DS1000系列在性能上不仅全面超过国外同类产品,打破了在这个领域国外产品一统天下的局面,同时又在原DS5000系列产品上大胆创新,使DS1000系列成为为数不多体积小巧、功能强大、性能卓越的低端数字示波器,弥补了国内空白。
在很多生产领域,数字产品离不开模拟产品的配合,各种新型应用对模拟产品提出了新要求,同时也影响着模拟产品的发展方向。以目前市场热点3G手机为例,其实数字算法问题早已解决,但电源待机时间、声音效果、背光等还不能满足用户的需求,而这些都属于模拟技术的范畴。
此外,信号传输在现代工程中是很重要的一个技术环节,通常使用多芯电缆将模拟信号和数字信号独立多线传输。但在信号传输中,数字信号将对模拟信号产生干扰,目前采用的解决方法是可以设计这样一个系统:利用单片机来实现模拟信号和数字信号在单线中的混合传输。而这其中的测试和调试就要求示波器必须能构对数字信号和模拟信号同时进行分析和显示。使用DS1000示波器可以同时采集16路输入DAC(数模转换器)的数字信号和两路输出的模拟信号。这一性能给数字模拟混合信号的开发、测量和调试带来了极大的方便。
李维森表示,RIGOL近几年中之所以能够快速增长,其中的一个重要原因就是利用强大的本土优势,能很好地应对来自客户和整个行业的一系列新标准,结果就是用户能够更快更好地完成他们的工作。
功能集成趋势明显
有关专家指出,在今后几年中,高速数据系统的设计和开发还将面临着一个非常重要的发展趋势,这就是不论是开发未来的手机、计算机系统还是高速通信系统,用户会越来倾向于同时使用一台示波器和一台频谱分析仪,来同时从不同的角度全方位地捕获和分析系统中的信号,从而解决来源于不同角度的问题。今后市场的发展让示波器需要面对更多的应用,因此示波器的多功能集成对于测试供应商来说更为重要。所以企业在开发测试平台时不仅要提供多功能硬件平台,同时也通过提供合理的应用软件来丰富测试平台,能够去面对各种复杂的测试任务。
目前国内外示波器制造商都在向这个方向发展。RIGOL新近推出的DS1000系列数字示波器具有相当卓越的性能指标和众多强大的功能。DS1000系列是目前市场上唯一包含了逻辑分析模块的低端数字示波器,不仅如此它还具备丰富的触发功能和独一无二的可调触发灵敏度,用户可用一台示波器同时观测模拟和数字信号,并可以在各种复杂信号中稳定触发;显示器采用16位彩色TFT液晶显示系统,使波形显示更加清晰;DS1000存储深度最大可达1M,正常模式也可达到512K。
除了以上创新功能外,DS1000还具有诸如模拟显示、数字滤波器、波形录制、波形亮度调节、USBHOST功能,并支持U盘和USB接口打印机,满足客户多方面的操作需求。使用户在测试过程中,真正达到一次多测量的功能需求。
专家强调,电子新技术的发展,使得工程师的测试工作越来越繁琐,也使得他们的任务越来越重,很明显这些工程师更趋向于能够一次可以实现多测试功能,节省工作时间,提高工作效率的数字示波器。
在多功能的应用中,触发功能显得非常重要,示波器触发决定了利用示波器能够捕获、观看和测量的信号。触发系统的技术指标体现了一个简单的问题:在频率范围顶部附近捕获信号时,对信号振幅的要求则是触发灵敏度与模拟采样带宽相匹配。
在工程师的日常工作中,经常要观察一些特殊信号的变化过程,但是之前所使用的示波器只具有上升或下降沿触发的功能,并且只针对单个信号。DS1000系列示波器的触发方式有一种就是上升&下降沿触发,解决了这个难题。斜率触发是根据信号的上升/下降时间的快慢来判断触发,相比边沿触发更加灵活和准确。而DS1000系列示波器的触发功能中,交替触发功能显示出了明显的优势。交替触发功能是模拟示波器的功能在数字示波器中的重现,这一功能保证了即使是两个非同步信号,也能够同时稳定的触发,大大提高了工作效率。
趋于美观、更具移动性
当一个行业以及产品发展到极度成熟的时候,实用性与艺术性都会同时体现出来。当代数字示波器除了追求强大的功能以外,外观精美、款式小巧,便于移动也成为发展的一个趋势。
具有强大功能的DS1000系列最直观的特点就是它的超薄设计和精巧外观。多年来,示波器制造商一直遵循CRT领域的设计规则,示波器在体积方面要能够适应深CRT和相关电子器件。这导致其包装很大、通常也很笨重,很难移动或很难安放在工程师的工作台上。而DS1000系列紧凑的内部结构使得其厚度仅仅只有154mm,体积是同类产品的1/3左右。小巧的体积大大减少了桌面的占用面积,非常适合拥挤的工作台使用,而且便于携带。不仅如此,外观完美的圆弧曲线设计、精致的按钮大大增加了机器的美感和触感。