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190第8章滤波器
单极点低通滤波器进行归一化,为了在零频率处得到增益1,要对滤波器乘以常数因子1-p;
非零频率处的增益因此低于1。
频率响应在图8.12b中绘出。可闻频率仅到达图形的中点,频率响应曲线的右半边完全位于奈奎斯特频率π以上。
单极点低通滤波器经常用来在嘈杂的信号中搜索趋势。例如,如果你使用一个物理控制器,并且仅关心1/10s左右量级的变化,那么你可以使用一个半功率点为20或30周期每秒的低通滤波器来平滑输出值。
8.3.2单极点单零点高通滤波器
有时候,音频信号带有一个多余的常数偏置,或者换句话说,一个0频率分量。例如,章节5.3中的波形整形频谱就几乎总包含一个常数分量。这是不可闻的,但由于它指明了发送给音箱的电功率,因此它的存在会降低你能够无失真地达到的响度级。对于常数信号分量的另一个称谓是"直流(DC)",意为"直流电"。
从音频信号中移除这个0频率成分的一种简单实用的方法是使用一个的单极点低通滤波器来提取它,然后从原信号中减去这个结果。所得的转移函数是1减去低通滤波器的转移函数:
H(Z)=11-P=p1-z1
1-p211-pz-1
低通转移函数的分子中的因子1-p是所需的归一化因子,因此0频率处的增益为1。通过检查等式的右边(与复合滤波器的通用公式相比较),我们可以看出在实数p处仍有一个极点,而在点1处还有一个零点。零极点图如图8.13a所示,频率响应如图8.13b所示。(今后,我们将仅画出奈奎斯特频率π之下的频率响应;在前例中,我们把采样速率高至2x的所有频率都画了出来。)
元
8.3单极点单零点高通滤波器:(a)零极点图;(b)频率响应(从零到奈奎斯特频率)