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196第8章滤波器
R(Z)=U.420+A1=1Z0-1+...+0
A4Z"+A1Z-1+...+A.
(其中U=1)的任意函数都具有这一性质。使用与章节8.2.2中同样的推导,可以确认:只要Z=1就有|R(Z)=1。
一旦我们有了一个合适的有理函数R,我们就可以简单地用原始的转移函数H与之组成一个新的有理函数:
J(Z)=H(R(Z))
新滤波器J在频率a处的增益等于H在一个不同频率处的增益,这个由下式给出:
cos(p)+isin(p)=R(cos(o)+isin(ao))
函数R在单位圆上的各点移动;J在任意一点上的取值等于H在R移动到的那一点处的取值。
例如,假设我们从一个单零点单极点低通滤波器出发:
H(Z)1+z1
1-g2-1
并运用函数
R(Z)=-z2=1:22+0:Z+0
0-Z2+0-Z+1
从几何上说,选择的这个R将单位圆均匀地拉伸到其圆周的2倍,然后又围绕其自身折回2次。点1和-1都被送至点-1,点i和-i都被送至点1。所得转移函数为:
701-z21-z1)1+z1)
1+gz-2(1-iNgZ1)(1+i/gz1)
H和J的零极点图如图8.19所示。从一个低通滤波器我们最终得到了一个带通滤波器。点i和-i经R送至(这是原始滤波器增益最高的点)以后,变成了新滤波器增益最高的2个点。
/:8.19|单极点单零点低通滤波器。(a)零极点图;(b)经过变换R(Z)=-Z2以后所得滤波器的零极点图。结果是一个中心频率为x/2的带通滤波器