本章内容只能粗略的讲,因为我工作十几年了都没怎么设计过IIR滤波器。在实际的项目研制过程中,我本人也避免使用IIR滤波器,因为IIR滤波器的一些特性让我比较头痛,比如系统量化误差的累加效应。锁相环中的环路滤波器是IIR滤波器,那是我接触最多的IIR滤波器。做为教学内容,还是需要同学们做简单的了解,有时候考研试卷里面也会出现。我对这个滤波器有点小忌惮,所以用的很少,主要原因就是它的稳定性没有FIR的好,很难让信号的相位保持线性。
2023年,改版本章内容,也是为了帮助20级通信工程专业的学生。他们在学《数字信号处理》课程的时候,没有学过本章内容。那么我就给他们补。本人也在录制视频课程,在仿真秀网站和哔哩哔哩网站都可以找到。本章和之前傅里叶变化章节没有联系,属于另外一种知识。在本科阶段,数字信号处理主要就是傅里叶变化知识和滤波器知识。
内容很多!
慢慢学!
这些都是基本概念,需要记住的。在实际应用中,低通滤波器用的比较多。这也是最简单的滤波器。我们学习设计滤波器一般就从这个开始!
工程概念来啦!
这个指标超级有用,可惜同学们现在没有什么感觉,等到工作了再回过头来看看吧。如果你想称为系统设计人员,这些概念必须理解。
滤波器通带(filter transmission band)是指滤波器允许通过信号的频率范围。在滤波器通带内,当信号通过滤波器时,衰减最小。理想滤波器是指无衰减的传输频带。其他两个带的概念请同学们找度娘问吧。
滤波器通带
实际滤波器的通带内不仅有衰减,还有衰减畸变。因此在设计滤波器时,通常会规定通带衰减不得超过的数值,或者规定通带内衰减变化的最大容许值。
学习射频技术的同学请注意了,也许终生要和这些指标为伍。未完,待续!
小知识!
共享单车最近很好。从哪个角度看待这个新生事物呢?任何事物的出现都有好的一面和坏的一面。
但从环境和安全的角度来看,我还是投赞成票。虽然经常看到乱停乱放,虽然会看到很多人在不该骑行的地方骑行,但还是要投赞成票。
慢慢道来。首先是从环境角度,如果大家都采用地铁加单车的方式,那么每天有多少小轿车可以不开,减少多少尾气排放啊。
再从安全的角度,如果城市的主要干线交通足够发达,那么单车就是一种补充,那么就会减少电瓶车的使用。电瓶车的速度过快,无论对自己还是别人都有一定的潜在危害性。如果能多用单车,少用电瓶车,那么安全的成分也在悄然上升。
工科男喜欢这样分析问题,如果想拍砖,欢迎留言交流。也许还有哪些方面我没有注意到。
聊点干货!
2020年开始,我把以前学的知识和源程序公布在了公众号通信工程师专辑中,在这先睹为快吧!
%%%%%%%% B码调制器和解调器仿真程序 %%%%%
%%%% File: IRIG_B_modem_rel2_fixp_sim1.m %%%
%%% date: 2013-1-31 author: 了凡三训 %%
%%% 程序说明
% 本程序完成卫星授时系统中B码(直流码和交流码)的调制解调内容。
% 定点程序,用于FPGA实现。
% B码内容如下:
% 1.码元
% (1)码元:时间格式里的每个脉冲称为码元。码元的“准时”参考点是其脉冲前沿,码元的重复速率称为码元速率。IRIG-B码时帧周期为1秒,
% 每秒含100个码元,采用脉宽编码的方式,码元的重复速率为100PPS(Pulses Per Second)。
% IRIG-B码有3种宽度的码元,位置识别标志的脉宽是8ms,二进制“1”和“0”的脉宽分别为5ms和2ms。
% (2)索引计数:IRIG-B码中的每个码元都对应一个索引计数数字,两个相邻码元前沿之间的间隔为索引计数间隔,IRIG-B码的索引计数间隔为10ms,
% 索引计数在帧参考点处以“0”开始,以后每隔一个索引计数间隔增加“l”,直至这帧结束,分别为0、1、2、…、99码元。
% (3)位置识别标志:位置识别标志P0的前沿在帧参考点前一个索引计数间隔处,以后每十个码元有一个位置识别标志,分别为P1、P2……、P0,
% 位置识别标志的重复速率为码元速率的十分之一,即10PPS。
% (4)码字:所有的时间信息都是用脉宽码表示,IRIG-B码的二进制“1”和“0”的脉宽分别为5ms和2ms。
% (5)参考标志:时帧的参考标志是由一个位置识别标志和相邻的参考码元组成,IRIG-B码参考码元的宽度为8ms,时帧的“准时”参考点是参考码元的前沿。
% (6)索引标志:在没有分配给参考标志、位置识别标志和码字的所有索引计数位置上都分配有索引标志,IRIG-B码索引标志宽度为2ms。
% 2.时帧
% 一个时间格式帧从帧参考标志开始,由两个相邻帧参考标志间的所有码元组成。时帧的重复速率为时帧速率,其周期为时帧周期。IRIG-B码的时帧速率为l PPS,时帧周期为l秒。
% 3.时间编码信息
% (1)年时间的二一十进制码。在IRIG-B码时间格式中含有秒、分、时、天等信息,其中秒7位,分7位,时6位,天10位,时间顺序依次为秒-分-时-天,
% 其位置在P0-P5之间,共有30位,均用BCD码表示,低位在前,高位在后。
% (2)天时间的纯二进制秒码(SBS)。IRIG-B码格式中还含有天时间的纯2进制秒码共17位,午夜为0秒,最大计数为86399秒,时序为低位在前,高位在后,
% 位置在P8~P0之间,P5~P0之间还包含其他控制信息,本设计中没有应用到控制信息。
% 时间编码信息在IRIG-B码中码元的具体分布为:
% ① “秒”使用1、2、3和4码元,“十秒”使用6、7和8码元;
% ② “分”使用10、11、12和13码元,“十分”使用15、16和17码元;
% ③ “时”使用20、21、22和23码元,“十时”使用25和26码元;
% ④ “天”使用30、31、32和33码元,“十天”使用35、36、37和38码元,“百天”使用40和41码元;
% ⑤ 天时间的纯二进制秒码(SBS)使用80~97码元,低位在前,高位在后。
% 4.特标控制信息
% 在实际的工作中,有时需要时间统一设备向各用户设备发出统一的启动信号,或者向用户设备送出特殊标志信号,
% 以备事后查找某些特殊事件的发生时刻等,因此在IRIG-B码中安排有特殊标志控制码元。对主站工作或独立站工作的时间统一设备,
% 其特殊标志控制码元为索引计数为76、77、78所对应的3个码元,对于处于副站工作位置的时间统一设备,
% 由于要求其在接收到主站时间统一设备送来的特殊标志控制信息后,即在本时帧内向其用户送出特标控制信息(这是为了保证主站、副站时间统一设备的用户同时产生特殊标志信号),
% 因此副站的特殊标志控制码元为索引计数96、97、98所对应的3个码元。
% IRIG-B码有3种宽度的码元,位置识别标志的脉宽是8ms,二进制“1”和“0”的脉宽分别为5ms和2ms。
% IRIG-B(DC)码的3种码元如下图所示。
% 8ms 5ms 2ms
% -------- ----- --
% -- ----- --------
% 2ms 5ms 8ms
% P码 1码 0码
% 连续接收到两个P码,表示时刻开始。
% 指标要求
% (1)IRIG-B(DC)时码
% 1.极性: 正极性,前沿为正
% 2.同步误差:≤200ns % 要求5e6Hz的采样频率以上
%
% (2)IRIG-B(AC)时码
% 1.信号幅度:0.5-10V连续可调,一般输出3V(峰峰值)
% 2.调制比:2:1~6:1连续可调,一般输出3:1
% 3.同步误差:≤10us % 要求1e5Hz的采样频率以上
%%% 注意事项
% 注1:
%%% 仿真环境
% 采样速率:符号率的IPOINT倍。
% 采样偏差:0 载波偏差:可变
%%% sim系列改进之处
% sim1:完成B码调制和译码算法程序的定点转换。
clear all;
close all;
%%******** 程序主体 ***************%%
format long;
%******* system parameter ***************
br = 1000; % Bit rate 1ms
后续更精彩......
修订记录
20170306 完成初稿;
20180311 修订图片;
20190115 修订内容;
20230308 修订内容v2;
原文标题:数字信号处理v2 第六章 IIR滤波器的设计方法(1)
文章出处:【微信公众号:通信工程师专辑】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。
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