基于复解析带通滤波器的ZFFT算法分析与仿真
聊大《数字信号处理》复习题及参考答案
一、选择题1. 数字信号处理主要研究的是哪种信号？A. 模拟信号B. 数字信号C. 光信号D. 声信号答案：B解析：数字信号处理主要研究的是数字信号，它通过将模拟信号转换为数字信号，然后对数字信号进行各种处理和分析。
2. 下列哪个不是数字信号处理的基本步骤？A. 采样B. 量化C. 编码D. 传输答案：D解析：数字信号处理的基本步骤包括采样、量化和编码，而传输不属于数字信号处理的基本步骤。
3. 在数字信号处理中，采样率是指什么？A. 每秒钟采样的次数B. 每秒钟传输的比特数C. 每秒钟处理的信号数D. 每秒钟的样本数答案：A解析：在数字信号处理中，采样率是指每秒钟采样的次数，它决定了数字信号的时间分辨率。
4. 下列哪种类型的滤波器在数字信号处理中最为常用？A. 低通滤波器B. 高通滤波器C. 带通滤波器D. 带阻滤波器答案：A解析：在数字信号处理中，低通滤波器是最为常用的滤波器类型，它用于去除信号中的高频成分。
5. 下列哪种类型的变换在数字信号处理中最为常用？A. 傅里叶变换B. 拉普拉斯变换C. Z变换D. 小波变换答案：A解析：在数字信号处理中，傅里叶变换是最为常用的变换类型，它用于将信号从时域转换到频域，以便进行频域分析和处理。
二、填空题1. 数字信号处理（DSP）是将连续的模拟信号转换为离散的数字信号，然后对其进行一系列的操作和分析的过程。
2. 在数字信号处理中，采样是将连续信号在时间上离散化的过程，量化是将采样得到的幅度值离散化的过程。
3. 数字信号处理中的滤波器是一种用于改变信号频谱特性的系统，它可以通过保留或去除特定频率范围内的信号成分来实现。
4. 快速傅里叶变换（FFT）是一种高效的算法，用于计算离散傅里叶变换（DFT），它可以将信号从时域转换到频域。
5. 数字信号处理中的Z变换是一种将离散时间信号转换为Z域（复频域）的数学工具，它用于分析和设计离散时间系统。
三、简答题1. 简述数字信号处理的基本步骤。
有源带通滤波器的设计和分析
有源带通滤波器的设计刘田辉（德州学院物理与电子信息学院，山东德州253023）摘要滤波器在日常生活中非常重要，运用非常广泛，在电子工程、通信工程、自动控制、遥测控制、测量仪器、仪表和计算机等技术领域，经常需要用到各种各样的滤波器。
随着集成电路的迅速发展，用集成电路可很方便地构成各种滤波器。
本文阐述了有源带通滤波器的基本原理，对滤波器的传输函数进行了推导并给出了两种设计方法：一种是无限增益多路负反馈（MFB）有源二阶带通滤波器电路，另一种是压控电压源（VCVS）有源二阶带通滤波器电路，并对两种电路的频率特性进行了分析，通过Multisim作电路仿真设计。
经过仿真及仿真结果的分析验证了所设计的方法是正确的。
关键词有源滤波器；带通；频率特性； Multisim71绪论从20世纪60年代至今，集成运放获得了迅速发展，同时带通滤波器迅猛发展，滤波器是一种只传输指定频段信号，滤波器顾名思义具有滤波作用，及抑制其他频段信号的电路。
滤波器是选频装置，能让信号中特定的频率成分通过，而极大地衰减其它频率成分。
在测试装置中，利用滤波器的这种选频作用，可以滤除干扰噪声或进行频谱分析[1]。
本文所述内容属于模拟滤波范围。
主要介绍模拟滤波器中带通原理、设计、仿真、以及主要参数。
随着电力电子设备的发展和广泛应用，使全球各地的电网被谐波严重污染着，迫切需求治理。
而有源滤波器正是解决这个问题的最佳选择！利用有源滤波器电路可以衰减无用频率信号，突出有用频率的信号，抑制干扰和噪声，以达到选频或提高信噪比的目的，因此有源滤波器被很广泛应用于测量、通信以及控制技术的小信号处理。
20世纪80年代电子技术改造面临着一个重大课题就是实现各种电子系统的全面大规模集成。
使用最多的滤波器成为很大很艰巨的技术障碍，RC有源滤波器不能实现全面大规模集成，机械滤波器和无源滤波器就更不用说了，所以，聪明的先人只能另辟新径来解决这一难题。
20世纪50年代就曾经有人提出的概念，但由于当时集成工艺不成熟，并没有引起太多人的重视。
微波双频带通滤波器的仿真设计
陕西理工学院毕业设计
4.2.1 滤波器设计指标........................................................................ 22 4.2.2 微带线参数指标........................................................................ 22 4.2.3 微带线参数计算....................................................................... 23 4.3 电路原理图的仿真.............................................................................. 23 4.4 基本参数设置...................................................................................... 26 4.5 曲线图仿真..........................................................................................27 4.6 仿真优化............................................................................................ 30 4.7 版图生成............................................................................................ 31
基于ZOOM-FFT的移频信号参数算法研究
随着数 字信 号处 理 技 术 的 发展 ， 频信 号 的频 域 检 移
测 法逐 渐发展 起 来 。
根 据 国 内外 轨 道 电路 移频 信 号 的各 自特点 ， 对
国产 １ 息 的移 频信 号 实 行 整周 期 采样 ， Ｕ 一 ８信 对 Ｍ
７ １轨道 电路 移 频信号 采 用欠 采样 ， Ｆ 长 度不 变 在 盯
幅度为 ：
低频调制信号频率 （ ｚ Ｈ） 国产 １ ８信息
ＵＭ 一７１ ７、 ８． ９、 ８ ５、 ９．５、１ １、１ ２．５ ３ １ ．５、 ５、１ ．５、 １ ６ １ ５ ８ ２０、 ． ２ ５、 ． ２ ５ ６ ７ １ ．５ ２１ ５ ２． ２３ ５ ４ ２ ｌ ．３、 １ Ｏ １ ４、 ２．５ １ ．６、 ４ １ ３ １ ．７、 ５．８、１ １ ６．９、
抗 干扰 能力 强 ， 精度 高 ， 运算 量 较 大 ， 件成 本高 。 但 硬
我 国移频轨 道 电路 主 要 有 两种 ㈩ ， 一种 是 国产
１ 信 息 自动 闭 塞 轨 道 电 路 ， 一 种 是 引进 的法 国 ８ 另
简介 ： 王安 （９ ９一） 男 ， １５ ， 山东蓬莱人 ， 副教授 ， 主研方向 ： 计算机测控 系统、 智能仪器仪表 、 工业 自动化方 面的科研研究和教学工作。
幅 度为 ：
ｌ Ｊ（ ） ｓ ｉ ｎ
幅 度为 ：
（ ５ ）
（ 【 ｏ ６ ）
（ ） ｎ＝±１ ± … 时 ， 次边频 分量 的相对 ２当 ， ３ 奇
表 ２ 轨 道 移 频信 号 低 频 调 制 频 率
ｍ ＝ ∞ ｌ（ ± ｌ—＝ 。（ ） ） ７ ＿ ｓ — ２ ｏ丁 ｎ ｍ ７ 。 ＂ （ ≠
（ ｕｏ ａｉ ｔ ｎ Ｃ ｌ ｇ ｏ ｈ ｅ ｅ ｏｙ ｃ ｎｃ ｌ ｎ ｅ ｉ ， ｉ ａ １ ０ ２， ｈｎ ） Ａ ｔｍ ｔ ａｉ ｏ ｅ ｅｏ ￣ ｗ ｓ ｒ ｐ ｌｔ ｈ ｉ ｉ ｒ ｔ Ｘ ’ ｎ ７ ０ ７ Ｃ ｉ ｚ ｏ ｌ ｆＮ ｔｎ ｅ ａ ｕ ｖ ｓｙ ａ
基于SIW技术的高选择性带通滤波器的设计与实现
摘要摘要滤波器作为通信系统前端电路不可或缺的组件，对于整个通信系统而言，其性能的好坏将直接影响到信号的接收，发射以及传播。
而随着整个通信系统的不断发展以及完善，对于各个组件的要求也在不断的提高，滤波器也朝着小型化高性能的方向发展。
在大量学者几十年的研究过程中，基片集成波导技术（Substrate Integrated Waveguide, SIW）因其独特的结构和电磁特性吸引了滤波器设计者们的目光。
SIW其结构既如微带线结构一样，质量轻、体积小、易加工且与平面电路集成方便，又像传统波导一样，辐射损耗小、功率容量大。
这些特性使得其可以成为顺应小型化高性能滤波器发展的设计平台。
而说到滤波器的高性能，不得不提到滤波器的高选择性，高选择性滤波器可以更加有效的滤除不必要的干扰信号，可以大大提高有用信号的传输效率，然而提高滤波器的选择性最常见的方法就是引入传输零点（Transition Zeros, TZs），而传输零点的获取可以通过交叉耦合，源和负载耦合等方法来实现。
本文的主要工作就是研究将SIW技术和交叉耦合以及源和负载耦合等方法相结合设计出具有传输零点的高选择性带通滤波器。
首先，本文简单介绍了滤波器的发展现状以及基本理论知识，包括分类以及基本参数等。
其次，文章又讲解了本文所设计的滤波器的载体SIW，详细介绍分析了其基本结构和特性，并又介绍了两种常见的SIW与微带线的过渡结构，接着又举例说明了三种常用的SIW腔之间的耦合结构，这些都为下文将SIW与交叉耦合理论相结合设计出高选择性滤波器提供了理论基础。
再次，本文介绍了交叉耦合理论，重点介绍了该理论中常见的三谐振器耦合（Coupled Triplet, CT）和四谐振器耦合（Coupled Quadruplet, CQ）结构的相位模型，也以此讨论TZ的位置变化，并通过仿真实例来印证了CT结构相位模型，接着又结合仿真实例讨论了二次模谐振腔对CT结构传输零点位置的影响，最后运用上述方法与SIW相结合利用金属通孔扰动一次模使其频率上升的方法设计出了一款通带两边各具一个传输零点的高选择性带通滤波器。
第四章-带通信号与系统的低通仿真模型ppt课件
因此，线性系统输出的同相分量为
而线性系统输出的正交分量由下式给出
.
33
正如两个复数的乘积等效于四个实数的乘积，两个复函 数的卷积等效于四个实函数的卷积。用于推导线性带通 系统同相分量和正交分量的运算，由如下图所示的运算 定义。
线性带通系统的模型
.
34
4.2.2从H(f) 推导出hd(t)和hq(t)
(4－6)
因此 xd(t)A(t)cos (t)和 xq(t)A(t)sin(t)
实际应用中所关心的A(t)和 ( t ) 是低通函数，其带宽远小于
f0 ，所以
和
也是低通信号
根据复数的定义，A ( t ) 和 ( t ) 与 x d ( t ) 和 x q ( t ) 有如下的关系
~
A(t)x(t) xd2(t)xq2(t)
实包络R(t)是
和
假定已知n(t)的功率谱密度(PSD)，问题是如何确
定nd(t)、nq(t)和
的功率谱密度。
.
18
性质：
(均值) 由于n(t)是一个带通过程，则它是零均值的。从而nd(t)
和nq(t) 也都是零均值的。因此：
(方差) 还可证明nd(t)和nq(t)有相同的方差(或功率，因为假
设该过程是零均值的)，并且这个功率和带通过程的总功率相 等，也就是说
由式(4－7)可得
x(t)21 4x ~(t)exp(j2 f0t)x ~*(t)exp(j2 f0t)2
为 x ( t ) 的瞬时功率。由上式可得：
(4－14)
.
14
进行乘法得：
又
E x(t)2 12Ex~(t)2
(4－15)
由定义，实带通信号 x ( t 的) 平均功率（也称实功率）是
数字信号处理论文-带通滤波器
本文分析了国内外数字滤波技术的应用现状与发展趋势，介绍了数字滤波器的基本结构，在分别讨论了IIR与FIR数字滤波器的设计方法的基础上，指出了传统的数字滤波器设计方法过程复杂、计算工作量大、滤波特性调整困难的不足，提出了一种利用MATLAB信号处理工具箱（Signal Processing Toolbox）快速有效的设计由软件组成的常规数字滤波器的设计方法。
给出了使用MATLAB语言进行程序设计和利用信号处理工具箱的FDATool工具进行界面设计的详细步骤。
利用MATLAB设计滤波器，可以随时对比设计要求和滤波器特性调整参数，直观简便，极大的减轻了工作量，有利于滤波器设计的最优化。
本文还介绍了如何利用MATLAB环境下的仿真软件Simulink对所设计的滤波器进行模拟仿真。
1.1数字滤波器的研究背景与意义当今，数字信号处理[1] (DSP：Digtal Signal Processing)技术正飞速发展，它不但自成一门学科，更是以不同形式影响和渗透到其他学科：它与国民经济息息相关，与国防建设紧密相连；它影响或改变着我们的生产、生活方式，因此受到人们普遍的关注。
数字化、智能化和网络化是当代信息技术发展的大趋势，而数字化是智能化和网络化的基础，实际生活中遇到的信号多种多样，例如广播信号、电视信号、雷达信号、通信信号、导航信号、射电天文信号、生物医学信号、控制信号、气象信号、地震勘探信号、机械振动信号、遥感遥测信号，等等。
上述这些信号大部分是模拟信号，也有小部分是数字信号。
模拟信号是自变量的连续函数，自变量可以是一维的，也可以是二维或多维的。
大多数情况下一维模拟信号的自变量是时间，经过时间上的离散化(采样)和幅度上的离散化(量化)，这类模拟信号便成为一维数字信号。
因此，数字信号实际上是用数字序列表示的信号，语音信号经采样和量化后，得到的数字信号是一个一维离散时间序列；而图像信号经采样和量化后，得到的数字信号是一个二维离散空间序列。
超高频带通滤波器的设计与仿真
超高频带通滤波器的设计与仿真佚名【摘要】A method based on the theoretical calculation to optimize and simulate RF filter by ADS software is introduced. The optimization design,device simulation,moment method analysis and related content in the process of RF filter design is elaborated emphatically. The test results of RF filter show that the ripple within its passband is less than 3 dB,the reflection co⁃efficient of in⁃band I/O ports is less than-20 dB and stopband attenuation is greater than 40 dB. This method has higher feasibil⁃ity and effectiveness,compared with the traditional design method.% 介绍一种在理论计算的基础上，采用ADS软件对射频滤波器进行优化及仿真的方法，重点阐述射频滤波器设计过程中的优化设计、器件仿真以及矩量法分析等相关内容。
射频滤波器的测试结果表明其通带内波纹小于3dB，带内输入输出端口反射系数小于-20 dB，阻带衰减大于40 dB，相比于传统设计方法，此方法具有可行性和有效性。
【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2013(000)014【总页数】3页(P116-118)【关键词】超高频;带通滤波器;ADS优化;器件仿真【正文语种】中文【中图分类】TN911-34射频滤波器在无线通信系统中至关重要，起到频带和信道选择的作用，并且能滤除谐波，抑制杂散。
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基于复解析带通滤波器的ZFFT算法分析与仿真
张雅希;张琴;林梅
【期刊名称】《电声技术》
【年(卷),期】2022(46)7
【摘 要】在实际工程应用中进行频谱分析时,一般只关心某一频带范围内的局部频
谱,此时应使用频谱细化算法如基于复解析带通滤波器的ZFFT(简称复解析ZFFT)算
法对频谱进行选带细化分析。本文在分析复解析ZFFT算法原理的基础上,通过
MATLAB平台对复解析ZFFT频谱细化算法的有效性进行仿真研究。结果表明,复
解析ZFFT算法能够在相同快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)运算量
的情况下,大大提高信号的频率分辨率,实现局部细化频谱。
【总页数】4页(P112-114)
【作 者】张雅希;张琴;林梅
【作者单位】江西工业工程职业技术学院
【正文语种】中 文
【中图分类】TN98
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的复调制细化谱分析原理和方法3.基于复解析带通滤波器的ZOOMFFT法应用于
齿轮故障诊断4.基于复解析带通滤波器的固有频率自适应提取原理和方法5.基于
复解析带通滤波器的ZOOM-FFT算法的分析和实现
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