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《MATLAB在数字信号处理中的应用》:什么是滤波器?滤波器(filter),减少或消除谐波对电力系统影响的电气部件。是一种用来消除干扰杂讯的HYPERLINK"http://baike.baidu.com/view/481400.htm"\t"_blank"器件,将输入或输出经过过滤而得到纯净的直流电。即对特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除的HYPERLINK"http://baike.baidu.com/view/134362.htm"\t"_blank"电路,其功能就是得到一个特定频率或消除一个特定频率。什么是理想滤波器?理想滤波器是一个具有无限冲击响应的非因果系统。使通带内信号的幅值和相位都不失真,阻喧内的频率成分都衰减为零的滤波器,其通带和阻带之间有明显的分界线。并使所有低于截止频率的信号无损通过,而高于截止频率的信号都应该被无限衰减,从而在幅频特性上实现矩形。为什么理想滤波器无法实现?理想低通滤波器在频域是矩形的,而转换到时域以后,矩形频域的时域响应是无限展宽的。是一个非因果系统,而实际上电子原器件的截止特性很难满足,从而在电路(物理上)是无法实现的。4、实际滤波器是怎样的?为什么是这样的?实际滤波器会对无限冲击响应进行截断加窗处理。在实际滤波器的幅频特性图中,通带和阻带之间应没有严格的界限。在通带和阻带之间存在一个过渡带。在过渡带内的频率成分不会被完全抑制,只会受到不同程度的衰减。希望过渡带越窄越好,也就是希望对通带外的频率成分衰减得越快、越多越好。因为理想滤波器是一个具有无限冲击响应的非因果系统,这在物理上是无法实现的。所以实际滤波器会对无限冲击响应进行截断加窗处理,由截断产生的理想滤波器的幅频特性的波动现象称为吉布斯效应,它使得截断后产生的滤波器与理想滤波器特性有误差。从而在幅频特性上不呈现矩形。这样在物理上就能够实现。5、IIR,FIR分别是什么?各有什么特点?IIR:无限冲击响应FIR:有限冲击响应IIR滤波器有以下几个特点:(1)IIR数字滤波器的系统函数可以写成封闭函数的形式。(2)IIR数字滤波器采用递归型结构,即结构上带有反馈环路。由于运算中的舍入处理,使误差不断累积,有时会产生微弱的寄生振荡。(3)IIR数字滤波器在设计上可以借助成熟的模拟滤波器的成果,设计工作量比较小,对计算工具的要求不高。(4)IIR数字滤波器的相位特性不好控制,对相位要求较高时,需加相位校准网络。FIR滤波器的特点:P218最后一段6、通带,止带,特征频率分别是什么?通带:两个截止频率之间的频率范围。在截止频率点,输出信号幅值下降到其最大值的0.707倍。止带:是滤波器中的带通滤波器的截止频率。带通滤波器是只允许ƒ1——ƒ2间的频率成分通过,其他频率成分衰减为零。特征频率:对于元器件而言,特征频率是指其主要功能下降到不好使用时的一种截止频率。怎样设计一个滤波器?有什么设计方法?P164最后一段,数字滤波器的一般设计过程,在设计滤波器的时候,一般都是先使用滤波器阶数选择函数,由性能指标得到最小的滤波器阶数和固有频率。然后再由滤波器设计函数,根据前面得到的滤波器阶数和固有频率来得到滤波器的整个模型。从模拟滤波器变换成数字滤波器有四种方法:微分-差分变换法脉冲响应不变变换法双线性变换法匹配z变换法FIR滤波器的设计方法:窗函数法频率抽样法切比雪夫逼近法约束最小二乘法小波变换和短时傅里叶变换相比有什么优势?小波分析是泛函分析、傅里叶变换、样条理论、调和分析以及数值分析等多个学科相互交叉、相互交融的结晶。小波分析属于时域分析的一种。它是一种多尺度的信号分析方法,是分析非平稳信号的强有力工具。它克服了短时傅里叶变换固定分辨率的缺点,既能分析信号的整个轮廓,又可以进行信号细节的分析。其用于信号分解的基函数是持续时间很短的高频函数和持续时间很长的低频函数。严格地说,就是要求这些基函数具有足够的光滑性,函数本身及其倒数在无穷远处速降,具有紧支撑集和高阶消失矩。9、给大家一个编程实例,比如包括一个噪声的信号,如何设计这个滤波器?通带是什么?阻带是什么?其它参数是什么?补全程序。10、区别正弦波,方波,三角波的小波变换图。小波变换和傅里叶变换相似,把原始信号分解为许多小波基函数的加权组合。