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运河之畔话今昔

作者:

关键词:

摘要：

信号处理SIGNALPROCESSING第19卷增刊的共轭e／2JhR，／～J，I。／A，／的和。当"痰，／与e22n~，，”只*／A，／相加时，因为频谱的裂痕和相位的移位，兄／A’／真1J出现了不在原始R／k)q。的裂痕。这样的·个频谱的裂痕可以从对··个正弦函数进行数据翻转后的频谱中清晰的看到，当然这是Gibbs现象造成的。然而真正的Gibbs现象将不会在单—周期的正弦信号的频谱中出现。r，，／n／在时域内并没有出现分裂，兄／A，／是周期为2N的波形的频谱，这种频谱的—卜扰在时域内将没有特别显著的影响。这种方法适用于波形长度相对较短的信号。卜面通过—‘个滤波过程对窗函数法与数据翻转法进行比较。输入信号为COS(200nt)+COS(100nt)，波形长度N为180点，抽样频率乙为赫兹，滤波器截止频率为2209t声的R始信号图9有噪声原始信号波形和无噪声理想信号波形真真Sr9Q真deqK，19加雌OD，mOQQmloqQS．0d"d，n0躺'V(Q妊真DdS?真Q甘嗡4dd图10不同方法滤波后输出信号波形赫兹，在输入信号叫真b门入随机噪声：仿真的结果如图9和10所示。图9是滤波后输出的信号，虚线是不加噪声的理想信号，实线是数据翻转法滤波后输出的信号，点划线是海明窗滤波后输出的信号，双划线是矩形窗滤波后输出的信号，黑线是加了随机噪声的输入信号。从中可以看出数据翻转法较之另两种方法其时域输出的波形更接近理想的波形。4结论本文将改进窗函数法与改变滤波因子截断长度法综合在—·起，通过仿真研究了不同窗函数对消除数字滤波器中存在的Gibbs现象的影响，仿真结果表明海明窗布拉克曼窗具有最小的阻带衰减。鉴了该方法通带和阻带的截止频率不易控制的缺点，提出了消除Gibbs现象的一种全新的方法即数据翻转法，该方法是对输入信号在没进入滤波器之前对其进行变换来尽量减少Gibbs现象带来的影响。仿真结果表明，与窗函数改进法相比，数据翻转法能更有效地消除Gibbs现象。参考文献[1)武喜尊，试论数字滤波小吉布斯现象的产生与消除．中国煤田地质．1996：8(4)．[2]有限区间信号边界效应问题的研究．振动与冲击，2002：21(4)[3]A．VOppenheim andR．W．Schafer,Discrete-TimeSignalProcessing．EnglewoodCliffs，1989：NJ：Prentice-Hall．[4]程佩青，数字信号处理教程．北京：清华大学出版社，1998：97页一100页，185页一212．作者简介土：秀芳，女，1967年12月出生，硕士，大庆石油学院自控系副教授。主要研究方向为信号处理。信号处理SIGNALPROCESSING第19卷增刊的共轭e／2JhR，／～J，I。／A，／的和。当"痰，／与e22n~，，”只*／A，／相加时，因为频谱的裂痕和相位的移位，兄／A’／真1J出现了不在原始R／k)q。的裂痕。这样的·个频谱的裂痕可以从对··个正弦函数进行数据翻转后的频谱中清晰的看到，当然这是Gibbs现象造成的。然而真正的Gibbs现象将不会在单—周期的正弦信号的频谱中出现。r，，／n／在时域内并没有出现分裂，兄／A，／是周期为2N的波形的频谱，这种频谱的—卜扰在时域内将没有特别显著的影响。这种方法适用于波形长度相对较短的信号。卜面通过—‘个滤波过程对窗函数法与数据翻转法进行比较。输入信号为COS(200nt)+COS(100nt)，波形长度N为180点，抽样频率乙为赫兹，滤波器截止频率为2209t声的R始信号图9有噪声原始信号波形和无噪声理想信号波形真真Sr9Q真deqK，19加雌OD，mOQQmloqQS．0d"d，n0躺'V(Q妊真DdS?真Q甘嗡4dd图10不同方法滤波后输出信号波形赫兹，在输入信号叫真b门入随机噪声：仿真的结果如图9和10所示。图9是滤波后输出的信号，虚线是不加噪声的理想信号，实线是数据翻转法滤波后输出的信号，点划线是海明窗滤波后输出的信号，双划线是矩形窗滤波后输出的信号，黑线是加了随机噪声的输入信号。从中可以看出数据翻转法较之另两种方法其时域输出的波形更接近理想的波形。4结论本文将改进窗函数法与改变滤波因子截断长度法综合在—·起，通过仿真研究了不同窗函数对消除数字滤波器中存在的Gibbs现象的影响，仿真结果表明海明窗布拉克曼窗具有最小的阻带衰减。鉴了该方法通带和阻带的截止频率不易控制的缺点，提出了消除Gibbs现象的一种全新的方法即数据翻转法，该方法是对输入信号在没进入滤波器之前对其进行变换来尽量减少Gibbs现象带来的影响。仿真结果表明，与窗函数改进法相比，数据翻转法能更有效地消除Gibbs现象。参考文献[1)武喜尊，试论数字滤波小吉布斯现象的产生与消除．中国煤田地质．1996：8(4)．[2]有限区间信号边界效应问题的研究．振动与冲击，2002：21(4)[3]A．VOppenheim andR．W．Schafer,Discrete-TimeSignalProcessing．EnglewoodCliffs，1989：NJ：Prentice-Hall．[4]程佩青，数字信号处理教程．北京：清华大学出版社，1998：97页一100页，185页一212．作者简介土：秀芳，女，1967年12月出生，硕士，大庆石油学院自控系副教授。主要研究方向为信号处理。