① H(z)的频率响应要能模仿Hz(s)的频率响应,即s平面的虚轴jΩ必须映射到z平面的单位圆ejΩ上,也就是频率轴要对应;
② 因果稳定的Ha(s)应能映射成因果稳定的H(z),也就是s平面Re(s)《0的左半平面必须映射到z平面单位圆的内部|z|<1。
上述两个条件既保持模拟滤波器的频率特性,亦保持模拟滤波器的稳定性,所以,映射关系得到的数字滤波器频率特性和稳定性不变。
3.2 由模拟滤波器得到数字滤波器的方案
从模拟滤波器变换成数字滤波器方案主要有以下3种:
冲激响应不变法:
阶跃响应不变法:
双线性变换法:
设计步骤:按一定技术指标将给出的数字滤波器转换为模拟低通滤波器;根据转换后的技术指标设计模拟低通滤波器H(s)。再将H(s)转换成H(z):对于高通、带通或带阻数字滤波器的设计,先将其技术指标转化为与之相应的作为“样本”的低通模拟滤波器的技术指标,再进行频率变换,然后按上述步骤设计出低通H(s),再将H(s)转换成需要的H(z)。
冲激响应不变法设计IIR数字滤波器的主要缺点是数字滤波器的幅度响应产生混迭失真,双线性变换法可克服这个缺点,但是他却引起频率失真。双线性变换的频率标度的非线性失真可以通过预畸变的方法来补偿,即: