对脉冲响应进行采样

信息处理 过滤器 过滤器设计 采样 低通滤波器
2022-02-20 19:59:37

给定使用 Butterworth 设计的两个 IIR 滤波器(一个低通和一个高通),我怎么知道它们是否可以通过对脉冲响应进行采样来获得?

1个回答

简短回答:您可以(大约)通过对其原型连续时间脉冲响应进行采样来实现低通滤波器hc(t),但是您不能以这种方式实现理想的高通滤波器,因为高通滤波器是非带宽限制的即,由于高通滤波器的定义,不可避免地出现混叠错误,但请继续阅读......

获得离散时间脉冲响应的技术hd[n],从采样连续时间原型脉冲响应称为脉冲不变性方法:

hd[n]=Tshc(nTs)
在哪里Ts是采样周期,并且hc(t)是原型连续时间脉冲响应。

此操作类似于采样,它们的含义是相同的:如果 1-连续时间滤波器不受频带限制,或 2-采样率低于奈奎斯特率与hc(t).

连续时间理想低通滤波器根据定义是带限的(或者实际的低通滤波器将是足够带限的),我们总能找到一个足够小的Td在避免混叠的同时对其脉冲响应进行采样。

另一方面,理想的连续时间高通滤波器具有无限带宽,因此所需的采样周期为Ts=0; 即,它不能被采样。该技术不适用于这样的系统。

但是,如果您足够小心,并且可以确定信号处理链中每个阶段的带宽要求,那么您可以用理想的带通滤波器或其实际近似值之一)替换理想的高通滤波器. 在这种情况下,您可以应用脉冲不变性技术,通过选择合适的采样周期,从其连续时间原型中获得离散时间带通滤波器Ts完全避免(或实际上最小化)由此产生的混叠错误......

请注意,脉冲不变性方法产生了从连续时间到离散时间频谱的精确线性映射。它保留了连续时间滤波器的所有特性,不像双线性变换方法在映射时扭曲频谱。