數(shù)字濾波器，數(shù)字濾波器的主要特征參數(shù)有哪些

來(lái)源：整理時(shí)間：2023-09-03 07:59:56 編輯：智能門戶手機(jī)版

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1，數(shù)字濾波器的主要特征參數(shù)有哪些
2，數(shù)字濾波器的原理
3，數(shù)字濾波器可以實(shí)現(xiàn)什么常用的功能和模擬濾波器的區(qū)別在哪兒
4，IIR數(shù)字濾波器與FIR數(shù)字濾波器的定義
5，數(shù)字濾波器有哪些種類
6，數(shù)字濾波器的概述

1，數(shù)字濾波器的主要特征參數(shù)有哪些

數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)中，低通濾波器是設(shè)計(jì)濾波器的基礎(chǔ)，其它類型的濾波器可由低通濾波器進(jìn)行頻率轉(zhuǎn)移得到。一個(gè)低通濾波器的技術(shù)指標(biāo)主要有四項(xiàng)： 1、通帶截止頻率fp或角頻率ωp 2、通帶最大衰減系數(shù)ap 3、阻帶截止頻率fs或角頻率ωs 4、阻帶最小衰減系數(shù)as

數(shù)字濾波器的主要特征參數(shù)有哪些

2，數(shù)字濾波器的原理

數(shù)字濾波器與模擬濾波器的區(qū)別主要在于一個(gè)是采用軟件（程序）的數(shù)值計(jì)算（數(shù)字濾波器），另外一個(gè)是采用硬件電路獲得（模擬濾波器）。數(shù)字濾波器的原理有多種，取平均值是其中的一種。取平均值就是濾除任何有具有頻率的變化分量的信號(hào)。數(shù)字濾波器還可根據(jù)不同原理編制專門的程序，對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行特殊的計(jì)算來(lái)濾除特定頻率的信號(hào)。模擬濾波器的原理主要是利用電容器對(duì)高頻信號(hào)的低阻抗、對(duì)低頻信號(hào)的高阻抗和電感對(duì)對(duì)低頻信號(hào)的低阻抗、對(duì)高頻信號(hào)的高阻抗的特性，濾除特定頻率的信號(hào)。

數(shù)字濾波器的原理

3，數(shù)字濾波器可以實(shí)現(xiàn)什么常用的功能和模擬濾波器的區(qū)別在哪兒

濾波器就是頻率選擇器，選出需要的頻率成分，把不需要的頻率成分去掉。描述頻率成分的應(yīng)是頻率空間，即對(duì)原始信號(hào)作傅里葉變換的頻譜空間，在頻譜空間上讓那些需要的頻率成分乘以1，就保留了，不需要的頻率成分乘以0，就濾除了。數(shù)字濾波器正是根據(jù)以上原理，在頻域里設(shè)計(jì)好濾波器的傳遞函數(shù)，與原始信號(hào)的傅里葉變換相乘，再反傅里葉變換回去就可以了。當(dāng)然，也可以把傳遞函數(shù)作反傅里葉變換，得到時(shí)域（一維信號(hào)）或空域（二維信號(hào)）的模板，用模板對(duì)原始信號(hào)卷積就可以了。數(shù)字濾波器利用了當(dāng)前點(diǎn)前后的數(shù)據(jù)，濾波器模板是對(duì)稱的，因而不會(huì)有相移，模擬濾波器由于對(duì)于當(dāng)前點(diǎn)，只有過(guò)去的信號(hào)可以利用，將來(lái)的信號(hào)未知，即模擬濾波器不是對(duì)稱的濾波器，因而必定存在相移。數(shù)字濾波器很容易用邏輯器件、可編程器件實(shí)現(xiàn)，而模擬濾波器不能只用邏輯器件實(shí)現(xiàn)，一般需要電阻、電容和電感的組合電路實(shí)現(xiàn)。數(shù)字濾波器的濾波速度相對(duì)比較慢，模擬濾波器濾波速度非常快，因?yàn)閷?duì)于電路來(lái)說(shuō)，信號(hào)輸入后幾乎不用延時(shí)就有信號(hào)輸出了希望能幫到你。

數(shù)字濾波器可以實(shí)現(xiàn)什么常用的功能和模擬濾波器的區(qū)別在哪兒

4，IIR數(shù)字濾波器與FIR數(shù)字濾波器的定義

無(wú)限脈沖響應(yīng)濾波器是數(shù)位濾波器的一種，簡(jiǎn)稱IIR數(shù)位濾波器(infinite impulse response filter)。由于無(wú)限脈沖響應(yīng)濾波器中存在反饋回路，因此對(duì)于脈沖輸入信號(hào)的響應(yīng)是無(wú)限延續(xù)的。有限脈沖響應(yīng)濾波器是數(shù)字濾波器的一種，簡(jiǎn)稱FIR數(shù)字濾波器（finite impulse response filter）。這類濾波器對(duì)于脈沖輸入信號(hào)的響應(yīng)最終趨向于0，因此是有限的，而得名。它是相對(duì)于無(wú)限脈沖響應(yīng)濾波器(IIR)而言。有限脈沖響應(yīng)濾波器（FIR filter）的優(yōu)點(diǎn)： 1. 脈沖響應(yīng)（impulse response）為有限長(zhǎng)：造成當(dāng)輸入數(shù)位訊號(hào)為有限長(zhǎng)的時(shí)候，輸出數(shù)位訊號(hào)也為有限長(zhǎng)。 2. 比無(wú)限脈沖響應(yīng)濾波器（IIR filter）較容易最佳化（optimize）。 3. 線性相位（linear phase）：造成h(n)\,是偶對(duì)稱（even）或奇對(duì)稱（odd）且有限長(zhǎng)。 4. 一定是穩(wěn)定的（stable）：因?yàn)閆轉(zhuǎn)換（Z transform）后所有的極點(diǎn)（pole）都在單位圓內(nèi)。有限脈沖響應(yīng)濾波器（FIR filter）的缺點(diǎn)：設(shè)計(jì)方式較無(wú)限脈沖響應(yīng)濾波器（IIR filter）不容易。無(wú)限脈沖響應(yīng)濾波器(IIR filter)的優(yōu)點(diǎn)：較容易設(shè)計(jì)以及實(shí)現(xiàn)。無(wú)限脈沖響應(yīng)濾波器(IIR filter)的缺點(diǎn)： 1. 脈沖響應(yīng)(impulse response)為無(wú)限長(zhǎng)：造成當(dāng)輸入數(shù)位訊號(hào)為有限長(zhǎng)的時(shí)候，輸出數(shù)位訊號(hào)會(huì)變成無(wú)限長(zhǎng)。 2. 比有限脈沖響應(yīng)濾波器(FIR filter)較不易最佳化(optimize)。 3. 不一定是穩(wěn)定的(stable)：因?yàn)閆轉(zhuǎn)換(Z transform)后所有的極點(diǎn)(pole)不一定都在單位圓內(nèi)。 reference：w開(kāi)頭的被baidu屏蔽的某網(wǎng)站

5，數(shù)字濾波器有哪些種類

數(shù)字濾波器有低通、高通、帶通、帶阻和全通等類型。它可以是時(shí)不變的或時(shí)變的、因果的或非因果的、線性的或非線性的。應(yīng)用最廣的是線性、時(shí)不變數(shù)字濾波器，以及f.i.r濾波器。特點(diǎn)： IIR數(shù)字濾波器采用遞歸型結(jié)構(gòu)，即結(jié)構(gòu)上帶有反饋環(huán)路。IIR濾波器運(yùn)算結(jié)構(gòu)通常由延時(shí)、乘以系數(shù)和相加等基本運(yùn)算組成，可以組合成直接型、正準(zhǔn)型、級(jí)聯(lián)型、并聯(lián)型四種結(jié)構(gòu)形式，都具有反饋回路。由于運(yùn)算中的舍入處理，使誤差不斷累積，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生微弱的寄生振蕩。 IIR數(shù)字濾波器在設(shè)計(jì)上可以借助成熟的模擬濾波器的成果，如巴特沃斯、契比雪夫和橢圓濾波器等，有現(xiàn)成的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)或圖表可查，其設(shè)計(jì)工作量比較小，對(duì)計(jì)算工具的要求不高。在設(shè)計(jì)一個(gè)IIR數(shù)字濾波器時(shí)，我們根據(jù)指標(biāo)先寫出模擬濾波器的公式，然后通過(guò)一定的變換，將模擬濾波器的公式轉(zhuǎn)換成數(shù)字濾波器的公式。 IIR數(shù)字濾波器的相位特性不好控制，對(duì)相位要求較高時(shí)，需加相位校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)。在MATLAB下設(shè)計(jì)IIR濾波器可使用Butterworth函數(shù)設(shè)計(jì)出巴特沃斯濾波器，使用Cheby1函數(shù)設(shè)計(jì)出契比雪夫I型濾波器，使用Cheby2設(shè)計(jì)出契比雪夫II型濾波器，使用ellipord函數(shù)設(shè)計(jì)出橢圓濾波器。下面主要介紹前兩個(gè)函數(shù)的使用。與FIR濾波器的設(shè)計(jì)不同，IIR濾波器設(shè)計(jì)時(shí)的階數(shù)不是由設(shè)計(jì)者指定，而是根據(jù)設(shè)計(jì)者輸入的各個(gè)濾波器參數(shù)（截止頻率、通帶濾紋、阻帶衰減等），由軟件設(shè)計(jì)出滿足這些參數(shù)的最低濾波器階數(shù)。在MATLAB下設(shè)計(jì)不同類型IIR濾波器均有與之對(duì)應(yīng)的函數(shù)用于階數(shù)的選擇。 IIR單位響應(yīng)為無(wú)限脈沖序列FIR單位響應(yīng)為有限的 IIR幅頻特性精度很高，不是線性相位的，可以應(yīng)用于對(duì)相位信息不敏感的音頻信號(hào)上； FIR幅頻特性精度較之于iir低，但是線性相位，就是不同頻率分量的信號(hào)經(jīng)過(guò)FIR濾波器后他們的時(shí)間差不變。這是很好的性質(zhì)。另外有限的單位響應(yīng)也有利于對(duì)數(shù)字信號(hào)的處理，便于編程，用于計(jì)算的時(shí)延也小，這對(duì)實(shí)時(shí)的信號(hào)處理很重要。

6，數(shù)字濾波器的概述

數(shù)字濾波器對(duì)信號(hào)濾波的方法是：用數(shù)字計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，處理就是按照預(yù)先編制的程序進(jìn)行計(jì)算。數(shù)字濾波器的原理如圖所示，它的核心是數(shù)字信號(hào)處理器。如果采用通用的計(jì)算機(jī)，隨時(shí)編寫程序就能進(jìn)行信號(hào)處理的工作，但處理的速度較慢。如果采用專用的計(jì)算機(jī)芯片，它是按運(yùn)算方法制成的集成電路，連接信號(hào)就能進(jìn)行處理工作，處理的速度飛快，但功能不易更改。如果采用可編程的計(jì)算機(jī)芯片，那么，裝入什么程序機(jī)器就能具有什么功能。這種可編程芯片的優(yōu)點(diǎn)很多，是現(xiàn)代電子產(chǎn)品的首選。如果是對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行處理，則需要添加模數(shù)轉(zhuǎn)換器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器。參考《數(shù)字信號(hào)處理》楊毅明著p.183-184，機(jī)械工業(yè)出版社2012年發(fā)行。數(shù)字濾波器是按照程序計(jì)算信號(hào)，達(dá)到濾波的目的。通過(guò)對(duì)數(shù)字濾波器的存儲(chǔ)器編寫程序，就可以實(shí)現(xiàn)各種濾波功能。對(duì)數(shù)字濾波器來(lái)說(shuō)，增加功能就是增加程序，不用增加元件，不受元件誤差的影響，對(duì)低頻信號(hào)的處理也不用增加芯片的體積。用數(shù)字濾波方法可以擺脫模擬濾波器被元件限制的困擾。數(shù)字濾波器一詞出現(xiàn)在60年代中期。由于電子計(jì)算機(jī)技術(shù)和大規(guī)模集成電路的發(fā)展，數(shù)字濾波器已可用計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)，也可用大規(guī)模集成數(shù)字硬件實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)。數(shù)字濾波器是一個(gè)離散時(shí)間系統(tǒng)（按預(yù)定的算法，將輸入離散時(shí)間信號(hào)(對(duì)應(yīng)數(shù)字頻率)轉(zhuǎn)換為所要求的輸出離散時(shí)間信號(hào)的特定功能裝置）。應(yīng)用數(shù)字濾波器處理模擬信號(hào)（對(duì)應(yīng)模擬頻率）時(shí)，首先須對(duì)輸入模擬信號(hào)進(jìn)行限帶、抽樣和模數(shù)轉(zhuǎn)換。數(shù)字濾波器輸入信號(hào)的數(shù)字頻率（2π*f/fs,f為模擬信號(hào)的頻率，fs為采樣頻率，注意區(qū)別于模擬頻率),按照奈奎斯特抽樣定理，要使抽樣信號(hào)的頻譜不產(chǎn)生重疊，應(yīng)小于折疊頻率（ws/2=π)，其頻率響應(yīng)具有以2π為間隔的周期重復(fù)特性，且以折疊頻率即ω=π點(diǎn)對(duì)稱。為得到模擬信號(hào)，數(shù)字濾波器處理的輸出數(shù)字信號(hào)須經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換、平滑。數(shù)字濾波器具有高精度、高可靠性、可程控改變特性或復(fù)用、便于集成等優(yōu)點(diǎn)。數(shù)字濾波器在語(yǔ)言信號(hào)處理、圖像信號(hào)處理、醫(yī)學(xué)生物信號(hào)處理以及其他應(yīng)用領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用。數(shù)字濾波器有低通、高通、帶通、帶阻和全通等類型。它可以是時(shí)不變的或時(shí)變的、因果的或非因果的、線性的或非線性的。應(yīng)用最廣的是線性、時(shí)不變數(shù)字濾波器，以及f.i.r濾波器。

一般情況下，不改變自適應(yīng)濾波器的結(jié)構(gòu)。而自適應(yīng)濾波器的系數(shù)是由自適應(yīng)算法更新的時(shí)變系數(shù)。即其系數(shù)自動(dòng)連續(xù)地適應(yīng)于給定信號(hào)，以獲得期望響應(yīng)。自適應(yīng)濾波器的最重要的特征就在于它能夠在未知環(huán)境中有效工作，并能夠跟蹤輸入信號(hào)的時(shí)變特征。

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數(shù)字濾波器，數(shù)字濾波器的主要特征參數(shù)有哪些

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1，數(shù)字濾波器的主要特征參數(shù)有哪些

2，數(shù)字濾波器的原理

3，數(shù)字濾波器可以實(shí)現(xiàn)什么常用的功能和模擬濾波器的區(qū)別在哪兒

4，IIR數(shù)字濾波器與FIR數(shù)字濾波器的定義

5，數(shù)字濾波器有哪些種類

6，數(shù)字濾波器的概述

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數(shù)字濾波器，數(shù)字濾波器的主要特征參數(shù)有哪些

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1，數(shù)字濾波器的主要特征參數(shù)有哪些

2，數(shù)字濾波器的原理

3，數(shù)字濾波器可以實(shí)現(xiàn)什么常用的功能和模擬濾波器的區(qū)別在哪兒

4，IIR數(shù)字濾波器與FIR數(shù)字濾波器的定義

5，數(shù)字濾波器有哪些種類

6，數(shù)字濾波器的概述

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3，數(shù)字濾波器可以實(shí)現(xiàn)什么常用的功能和模擬濾波器的區(qū)別在哪兒

4，IIR數(shù)字濾波器與FIR數(shù)字濾波器的定義

5，數(shù)字濾波器有哪些種類

6，數(shù)字濾波器的概述