本章內(nèi)容只能粗略的講,因為我工作十幾年了都沒怎么設計過IIR濾波器。在實際的項目研制過程中,我本人也避免使用IIR濾波器,因為IIR濾波器的一些特性讓我比較頭痛,比如系統(tǒng)量化誤差的累加效應。鎖相環(huán)中的環(huán)路濾波器是IIR濾波器,那是我接觸最多的IIR濾波器。做為教學內(nèi)容,還是需要同學們做簡單的了解,有時候考研試卷里面也會出現(xiàn)。我對這個濾波器有點小忌憚,所以用的很少,主要原因就是它的穩(wěn)定性沒有FIR的好,很難讓信號的相位保持線性。
2023年,改版本章內(nèi)容,也是為了幫助20級通信工程專業(yè)的學生。他們在學《數(shù)字信號處理》課程的時候,沒有學過本章內(nèi)容。那么我就給他們補。本人也在錄制視頻課程,在仿真秀網(wǎng)站和嗶哩嗶哩網(wǎng)站都可以找到。本章和之前傅里葉變化章節(jié)沒有聯(lián)系,屬于另外一種知識。在本科階段,數(shù)字信號處理主要就是傅里葉變化知識和濾波器知識。
內(nèi)容很多!
慢慢學!
這些都是基本概念,需要記住的。在實際應用中,低通濾波器用的比較多。這也是最簡單的濾波器。我們學習設計濾波器一般就從這個開始!
工程概念來啦!
這個指標超級有用,可惜同學們現(xiàn)在沒有什么感覺,等到工作了再回過頭來看看吧。如果你想稱為系統(tǒng)設計人員,這些概念必須理解。
濾波器通帶(filter transmission band)是指濾波器允許通過信號的頻率范圍。在濾波器通帶內(nèi),當信號通過濾波器時,衰減最小。理想濾波器是指無衰減的傳輸頻帶。其他兩個帶的概念請同學們找度娘問吧。
濾波器通帶
實際濾波器的通帶內(nèi)不僅有衰減,還有衰減畸變。因此在設計濾波器時,通常會規(guī)定通帶衰減不得超過的數(shù)值,或者規(guī)定通帶內(nèi)衰減變化的最大容許值。
學習射頻技術(shù)的同學請注意了,也許終生要和這些指標為伍。未完,待續(xù)!
小知識!
共享單車最近很好。從哪個角度看待這個新生事物呢?任何事物的出現(xiàn)都有好的一面和壞的一面。
但從環(huán)境和安全的角度來看,我還是投贊成票。雖然經(jīng)??吹絹y停亂放,雖然會看到很多人在不該騎行的地方騎行,但還是要投贊成票。
慢慢道來。首先是從環(huán)境角度,如果大家都采用地鐵加單車的方式,那么每天有多少小轎車可以不開,減少多少尾氣排放啊。
再從安全的角度,如果城市的主要干線交通足夠發(fā)達,那么單車就是一種補充,那么就會減少電瓶車的使用。電瓶車的速度過快,無論對自己還是別人都有一定的潛在危害性。如果能多用單車,少用電瓶車,那么安全的成分也在悄然上升。
工科男喜歡這樣分析問題,如果想拍磚,歡迎留言交流。也許還有哪些方面我沒有注意到。
聊點干貨!
2020年開始,我把以前學的知識和源程序公布在了公眾號通信工程師專輯中,在這先睹為快吧!
%%%%%%%% B碼調(diào)制器和解調(diào)器仿真程序 %%%%%
%%%% File: IRIG_B_modem_rel2_fixp_sim1.m %%%
%%% date: 2013-1-31 author: 了凡三訓 %%
%%% 程序說明
% 本程序完成衛(wèi)星授時系統(tǒng)中B碼(直流碼和交流碼)的調(diào)制解調(diào)內(nèi)容。
% 定點程序,用于FPGA實現(xiàn)。
% B碼內(nèi)容如下:
% 1.碼元
% (1)碼元:時間格式里的每個脈沖稱為碼元。碼元的“準時”參考點是其脈沖前沿,碼元的重復速率稱為碼元速率。IRIG-B碼時幀周期為1秒,
% 每秒含100個碼元,采用脈寬編碼的方式,碼元的重復速率為100PPS(Pulses Per Second)。
% IRIG-B碼有3種寬度的碼元,位置識別標志的脈寬是8ms,二進制“1”和“0”的脈寬分別為5ms和2ms。
% (2)索引計數(shù):IRIG-B碼中的每個碼元都對應一個索引計數(shù)數(shù)字,兩個相鄰碼元前沿之間的間隔為索引計數(shù)間隔,IRIG-B碼的索引計數(shù)間隔為10ms,
% 索引計數(shù)在幀參考點處以“0”開始,以后每隔一個索引計數(shù)間隔增加“l(fā)”,直至這幀結(jié)束,分別為0、1、2、…、99碼元。
% (3)位置識別標志:位置識別標志P0的前沿在幀參考點前一個索引計數(shù)間隔處,以后每十個碼元有一個位置識別標志,分別為P1、P2……、P0,
% 位置識別標志的重復速率為碼元速率的十分之一,即10PPS。
% (4)碼字:所有的時間信息都是用脈寬碼表示,IRIG-B碼的二進制“1”和“0”的脈寬分別為5ms和2ms。
% (5)參考標志:時幀的參考標志是由一個位置識別標志和相鄰的參考碼元組成,IRIG-B碼參考碼元的寬度為8ms,時幀的“準時”參考點是參考碼元的前沿。
% (6)索引標志:在沒有分配給參考標志、位置識別標志和碼字的所有索引計數(shù)位置上都分配有索引標志,IRIG-B碼索引標志寬度為2ms。
% 2.時幀
% 一個時間格式幀從幀參考標志開始,由兩個相鄰幀參考標志間的所有碼元組成。時幀的重復速率為時幀速率,其周期為時幀周期。IRIG-B碼的時幀速率為l PPS,時幀周期為l秒。
% 3.時間編碼信息
% (1)年時間的二一十進制碼。在IRIG-B碼時間格式中含有秒、分、時、天等信息,其中秒7位,分7位,時6位,天10位,時間順序依次為秒-分-時-天,
% 其位置在P0-P5之間,共有30位,均用BCD碼表示,低位在前,高位在后。
% (2)天時間的純二進制秒碼(SBS)。IRIG-B碼格式中還含有天時間的純2進制秒碼共17位,午夜為0秒,最大計數(shù)為86399秒,時序為低位在前,高位在后,
% 位置在P8~P0之間,P5~P0之間還包含其他控制信息,本設計中沒有應用到控制信息。
% 時間編碼信息在IRIG-B碼中碼元的具體分布為:
% ① “秒”使用1、2、3和4碼元,“十秒”使用6、7和8碼元;
% ② “分”使用10、11、12和13碼元,“十分”使用15、16和17碼元;
% ③ “時”使用20、21、22和23碼元,“十時”使用25和26碼元;
% ④ “天”使用30、31、32和33碼元,“十天”使用35、36、37和38碼元,“百天”使用40和41碼元;
% ⑤ 天時間的純二進制秒碼(SBS)使用80~97碼元,低位在前,高位在后。
% 4.特標控制信息
% 在實際的工作中,有時需要時間統(tǒng)一設備向各用戶設備發(fā)出統(tǒng)一的啟動信號,或者向用戶設備送出特殊標志信號,
% 以備事后查找某些特殊事件的發(fā)生時刻等,因此在IRIG-B碼中安排有特殊標志控制碼元。對主站工作或獨立站工作的時間統(tǒng)一設備,
% 其特殊標志控制碼元為索引計數(shù)為76、77、78所對應的3個碼元,對于處于副站工作位置的時間統(tǒng)一設備,
% 由于要求其在接收到主站時間統(tǒng)一設備送來的特殊標志控制信息后,即在本時幀內(nèi)向其用戶送出特標控制信息(這是為了保證主站、副站時間統(tǒng)一設備的用戶同時產(chǎn)生特殊標志信號),
% 因此副站的特殊標志控制碼元為索引計數(shù)96、97、98所對應的3個碼元。
% IRIG-B碼有3種寬度的碼元,位置識別標志的脈寬是8ms,二進制“1”和“0”的脈寬分別為5ms和2ms。
% IRIG-B(DC)碼的3種碼元如下圖所示。
% 8ms 5ms 2ms
% -------- ----- --
% -- ----- --------
% 2ms 5ms 8ms
% P碼 1碼 0碼
% 連續(xù)接收到兩個P碼,表示時刻開始。
% 指標要求
% (1)IRIG-B(DC)時碼
% 1.極性: 正極性,前沿為正
% 2.同步誤差:≤200ns % 要求5e6Hz的采樣頻率以上
%
% (2)IRIG-B(AC)時碼
% 1.信號幅度:0.5-10V連續(xù)可調(diào),一般輸出3V(峰峰值)
% 2.調(diào)制比:2:1~6:1連續(xù)可調(diào),一般輸出3:1
% 3.同步誤差:≤10us % 要求1e5Hz的采樣頻率以上
%%% 注意事項
% 注1:
%%% 仿真環(huán)境
% 采樣速率:符號率的IPOINT倍。
% 采樣偏差:0 載波偏差:可變
%%% sim系列改進之處
% sim1:完成B碼調(diào)制和譯碼算法程序的定點轉(zhuǎn)換。
clear all;
close all;
%%******** 程序主體 ***************%%
format long;
%******* system parameter ***************
br = 1000; % Bit rate 1ms
后續(xù)更精彩......
修訂記錄
20170306 完成初稿;
20180311 修訂圖片;
20190115 修訂內(nèi)容;
20230308修訂內(nèi)容v2;
原文標題:數(shù)字信號處理v2 第六章 IIR濾波器的設計方法(1)
文章出處:【微信公眾號:通信工程師專輯】歡迎添加關注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。
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原文標題:數(shù)字信號處理v2 第六章 IIR濾波器的設計方法(1)
文章出處:【微信號:gh_30373fc74387,微信公眾號:通信工程師專輯】歡迎添加關注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。
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