數(shù)字濾波器，數(shù)字濾波器的主要特征參數(shù)有哪些

來源：整理時間：2023-09-03 07:59:56 編輯：智能門戶手機版

本文目錄一覽

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)計中，低通濾波器是設(shè)計濾波器的基礎(chǔ)，其它類型的濾波器可由低通濾波器進行頻率轉(zhuǎn)移得到。一個低通濾波器的技術(shù)指標主要有四項： 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)別主要在于一個是采用軟件（程序）的數(shù)值計算（數(shù)字濾波器），另外一個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。數(shù)字濾波器還可根據(jù)不同原理編制專門的程序，對采集的信號進行特殊的計算來濾除特定頻率的信號。模擬濾波器的原理主要是利用電容器對高頻信號的低阻抗、對低頻信號的高阻抗和電感對對低頻信號的低阻抗、對高頻信號的高阻抗的特性，濾除特定頻率的信號。

數(shù)字濾波器的原理

3，數(shù)字濾波器可以實現(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，即對原始信號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)計好濾波器的傳遞函數(shù)，與原始信號的傅里葉變換相乘，再反傅里葉變換回去就可以了。當然，也可以把傳遞函數(shù)作反傅里葉變換，得到時域（一維信號）或空域（二維信號）的模板，用模板對原始信號卷積就可以了。數(shù)字濾波器利用了當前點前后的數(shù)據(jù)，濾波器模板是對稱的，因而不會有相移，模擬濾波器由于對于當前點，只有過去的信號可以利用，將來的信號未知，即模擬濾波器不是對稱的濾波器，因而必定存在相移。數(shù)字濾波器很容易用邏輯器件、可編程器件實現(xiàn)，而模擬濾波器不能只用邏輯器件實現(xiàn)，一般需要電阻、電容和電感的組合電路實現(xiàn)。數(shù)字濾波器的濾波速度相對比較慢，模擬濾波器濾波速度非常快，因為對于電路來說，信號輸入后幾乎不用延時就有信號輸出了希望能幫到你。

數(shù)字濾波器可以實現(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

無限脈沖響應(yīng)濾波器是數(shù)位濾波器的一種，簡稱IIR數(shù)位濾波器(infinite impulse response filter)。由于無限脈沖響應(yīng)濾波器中存在反饋回路，因此對于脈沖輸入信號的響應(yīng)是無限延續(xù)的。有限脈沖響應(yīng)濾波器是數(shù)字濾波器的一種，簡稱FIR數(shù)字濾波器（finite impulse response filter）。這類濾波器對于脈沖輸入信號的響應(yīng)最終趨向于0，因此是有限的，而得名。它是相對于無限脈沖響應(yīng)濾波器(IIR)而言。有限脈沖響應(yīng)濾波器（FIR filter）的優(yōu)點： 1. 脈沖響應(yīng)（impulse response）為有限長：造成當輸入數(shù)位訊號為有限長的時候，輸出數(shù)位訊號也為有限長。 2. 比無限脈沖響應(yīng)濾波器（IIR filter）較容易最佳化（optimize）。 3. 線性相位（linear phase）：造成h(n)\,是偶對稱（even）或奇對稱（odd）且有限長。 4. 一定是穩(wěn)定的（stable）：因為Z轉(zhuǎn)換（Z transform）后所有的極點（pole）都在單位圓內(nèi)。有限脈沖響應(yīng)濾波器（FIR filter）的缺點：設(shè)計方式較無限脈沖響應(yīng)濾波器（IIR filter）不容易。無限脈沖響應(yīng)濾波器(IIR filter)的優(yōu)點：較容易設(shè)計以及實現(xiàn)。無限脈沖響應(yīng)濾波器(IIR filter)的缺點： 1. 脈沖響應(yīng)(impulse response)為無限長：造成當輸入數(shù)位訊號為有限長的時候，輸出數(shù)位訊號會變成無限長。 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)：因為Z轉(zhuǎn)換(Z transform)后所有的極點(pole)不一定都在單位圓內(nèi)。 reference：w開頭的被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。它可以是時不變的或時變的、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、時不變數(shù)字濾波器，以及f.i.r濾波器。特點： 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濾波器運算結(jié)構(gòu)通常由延時、乘以系數(shù)和相加等基本運算組成，可以組合成直接型、正準型、級聯(lián)型、并聯(lián)型四種結(jié)構(gòu)形式，都具有反饋回路。由于運算中的舍入處理，使誤差不斷累積，有時會產(chǎn)生微弱的寄生振蕩。 IIR數(shù)字濾波器在設(shè)計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)計數(shù)據(jù)或圖表可查，其設(shè)計工作量比較小，對計算工具的要求不高。在設(shè)計一個IIR數(shù)字濾波器時，我們根據(jù)指標先寫出模擬濾波器的公式，然后通過一定的變換，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，對相位要求較高時，需加相位校準網(wǎng)絡(luò)。在MATLAB下設(shè)計IIR濾波器可使用Butterworth函數(shù)設(shè)計出巴特沃斯濾波器，使用Cheby1函數(shù)設(shè)計出契比雪夫I型濾波器，使用Cheby2設(shè)計出契比雪夫II型濾波器，使用ellipord函數(shù)設(shè)計出橢圓濾波器。下面主要介紹前兩個函數(shù)的使用。與FIR濾波器的設(shè)計不同，IIR濾波器設(shè)計時的階數(shù)不是由設(shè)計者指定，而是根據(jù)設(shè)計者輸入的各個濾波器參數(shù)（截止頻率、通帶濾紋、阻帶衰減等），由軟件設(shè)計出滿足這些參數(shù)的最低濾波器階數(shù)。在MATLAB下設(shè)計不同類型IIR濾波器均有與之對應(yīng)的函數(shù)用于階數(shù)的選擇。 IIR單位響應(yīng)為無限脈沖序列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)用于對相位信息不敏感的音頻信號上； 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經(jīng)過FIR濾波器后他們的時間差不變。這是很好的性質(zhì)。另外有限的單位響應(yīng)也有利于對數(shù)字信號的處理，便于編程，用于計算的時延也小，這對實時的信號處理很重要。

6，數(shù)字濾波器的概述

數(shù)字濾波器對信號濾波的方法是：用數(shù)字計算機對數(shù)字信號進行處理，處理就是按照預(yù)先編制的程序進行計算。數(shù)字濾波器的原理如圖所示，它的核心是數(shù)字信號處理器。如果采用通用的計算機，隨時編寫程序就能進行信號處理的工作，但處理的速度較慢。如果采用專用的計算機芯片，它是按運算方法制成的集成電路，連接信號就能進行處理工作，處理的速度飛快，但功能不易更改。如果采用可編程的計算機芯片，那么，裝入什么程序機器就能具有什么功能。這種可編程芯片的優(yōu)點很多，是現(xiàn)代電子產(chǎn)品的首選。如果是對模擬信號進行處理，則需要添加模數(shù)轉(zhuǎn)換器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器。參考《數(shù)字信號處理》楊毅明著p.183-184，機械工業(yè)出版社2012年發(fā)行。數(shù)字濾波器是按照程序計算信號，達到濾波的目的。通過對數(shù)字濾波器的存儲器編寫程序，就可以實現(xiàn)各種濾波功能。對數(shù)字濾波器來說，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，對低頻信號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。由于電子計算機技術(shù)和大規(guī)模集成電路的發(fā)展，數(shù)字濾波器已可用計算機軟件實現(xiàn)，也可用大規(guī)模集成數(shù)字硬件實時實現(xiàn)。數(shù)字濾波器是一個離散時間系統(tǒng)（按預(yù)定的算法，將輸入離散時間信號(對應(yīng)數(shù)字頻率)轉(zhuǎn)換為所要求的輸出離散時間信號的特定功能裝置）。應(yīng)用數(shù)字濾波器處理模擬信號（對應(yīng)模擬頻率）時，首先須對輸入模擬信號進行限帶、抽樣和模數(shù)轉(zhuǎn)換。數(shù)字濾波器輸入信號的數(shù)字頻率（2π*f/fs,f為模擬信號的頻率，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點對稱。為得到模擬信號，數(shù)字濾波器處理的輸出數(shù)字信號須經(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。數(shù)字濾波器在語言信號處理、圖像信號處理、醫(yī)學(xué)生物信號處理以及其他應(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。它可以是時不變的或時變的、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)算法更新的時變系數(shù)。即其系數(shù)自動連續(xù)地適應(yīng)于給定信號，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的時變特征。

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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

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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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2，數(shù)字濾波器的原理

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

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6，數(shù)字濾波器的概述