[发明专利]数字滤波器的生成方法、装置及数字信号处理系统

权利要求书

1.一种数字滤波器的生成方法，其特征在于，用于生成N阶IIR数字滤波器；N为大于2的正整数；

所述方法包括：

获取所述N阶IIR数字滤波器的传输特性所对应的零点集合和极点集合；其中，零点集合包括n个零点，极点集合包括m个极点；n、m为正整数；

基于所述零点集合和所述极点集合配置二阶IIR数字滤波器的传输特性，得到多个配置后的二阶IIR数字滤波器；传输特性由零点和极点共同确定；其中，任一配置后的二阶IIR数字滤波器所对应的极点属于所述极点集合，所述任一配置后的二阶IIR数字滤波器所对应的零点包括：n个零点中，与所述任一配置后的二阶IIR数字滤波器所对应的极点距离最近的零点；

将多个配置后的二阶IIR数字滤波器相级联，得到所述N阶IIR数字滤波器。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述基于所述零点集合和所述极点集合配置二阶IIR数字滤波器的传输特性，得到多个配置后的二阶IIR数字滤波器包括：

对所述m个极点按稳定度由小到大进行排序，得到排序极点集合；

基于所述零点集合和所述排序极点集合进行多轮滤波器系数分配操作，直至所述零点集合中的零点和所述排序极点集合中的极点均全部被配置，得到多个配置后的二阶IIR数字滤波器。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，配置后的二阶IIR的数字滤波器的传输特性由滤波器系数表征；

任一轮滤波器系数分配操作所对应的二阶IIR数字滤波器为目标二阶IIR数字滤波器；所述目标二阶IIR数字滤波器的传输函数为目标传输函数；

任一轮滤波器系数分配操作包括：

基于所述排序极点集合为所述目标传输函数分配极点；分配的极点为目标极点；

从所述零点集合中选取与所述目标极点距离最近的零点作为所述目标传输函数的零点；分配的零点为目标零点；

将分配目标极点和目标零点后的传输函数展开成多项式相乘的形式；

将多项式中分子、分母中的系数确定为所述目标二阶IIR滤波器的滤波器系数。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述按稳定度由小到大进行排序包括：

若存在共轭复数极点和实数极点，将共轭复数极点放置于所有实数极点之前；

若存在多对共轭复数极点，计算每一对共轭复数极点与单位圆1间的第一距离；

按第一距离从小到大对所述多对共轭复数极点进行排序；

若存在多个实数极点，计算每一实数极点与单位圆1间的第二距离；

按第二距离从小到大对所述多个实数极点进行排序。

5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，

所述基于所述排序极点集合为所述目标传输函数分配极点包括：

若所述排序极点集合中存在共轭复数极点，按顺序从所述排序极点集合中选取第一对共轭复数极点作为所述目标传输函数中分母的根：选取出的共轭复数极点为所述目标极点；

将所述目标极点从所述排序极点集合中剔除；

所述从所述零点集合中选取与所述目标极点距离最近的零点包括：

若所述零点集合中存在共轭复数零点对，从中选取与所述目标极点距离最近的共轭复数零点对，作为所述目标传输函数中分子的根；或

若所述零点集合中不存在共轭零点但存在至少两个实数零点，选取与所述目标共轭复数极点距离最近的两个实数零点，作为所述目标传输函数中分子的根；或

若所述零点集合中仅存在一个实数零点，选取仅存的实数零点作为所述目标传输函数中分子的根，并在分子上乘以z^-1；或

若所述零点集合为空，令所述目标传输函数的分子为1，并乘以z^-2；

将选取的零点从所述零点集合中剔除。