数字滤波简介
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记第一个卷积滤波器的滤波因子为 ,r=0,1,…,m-1,第二个卷积滤波器的滤波因子为 s=1,2,… ,则 | ||
由此得: | ||
这说明,为计算 的当前值,不仅要用到 的当前值和过去值,还要用到 的过去值。用自身的过去值去计算当前值,在数学上称为递归关系,因此这种滤波称递归滤波 | ||
若将上式写成 的形式, 将是无限长的脉冲响应序列。无限长的脉冲响应序列的滤波器称无限脉冲响应(IIR)数字滤波器。 | ||
优缺点:可以以较小的计算量获得陡降的过渡带,但较难保证线性相移。 | ||
二、调用数字滤波子程序的几个问题 | ||
1.调用时的参数 | ||
工程上常用的有巴特渥斯(Butterworth),切比雪夫(Chebyshev),贝塞尔(Bessel)等数字滤波器。它们都是借助于已相当成熟的同名模拟滤波器而设计的,因此,有类同的特性参数。 | ||
(1)滤波器类型 一般同一个子程序选不同的类型参数就可分别作低通、高通、带通或带阻滤波器用。 | ||
(2)截止频率 对低通滤波只选择上截止频率,高通滤波只选择下截止频率,对带通及带阻滤波应选择上、下截止频率。 | ||
(3)采样频率 对各种类型滤波,均应输入滤波时序的采样频率。 | ||
(4)滤波器的阶数 滤波器阶数越高,其幅频特性曲线过渡带衰减越快。阶数n为1、2、4、8时,低通巴特渥斯滤波器的幅频特性曲线如图所示。 | ||
(5)纹波幅度 切比雪夫数字滤波器通带段幅频特性呈波纹状,需此参数控制纹波幅度,一般取0.1dB。巴特渥斯和贝塞尔滤波器通带段幅频特性曲线较平坦,不需此参数。 | ||
2.在线滤波与离线滤波 | ||
a.离线滤波 | ||
定义:对已有的一有限长时序 作滤波 | ||
注释:由于需要足够多 的过去值及 的过去值来确定 的当前值,因此滤波所得 的前一小段是不正确的。或者说,要有足够长的 才能得到正常的滤波输出。 | ||
b.在线滤波 | ||
在线滤波是连续不断的输入 ,这多用于实时采样的数字信号滤波,显然,开始的一小段过后,将获得正常的滤波输出。 | ||
3.频混现象 | ||
A/D转换获得 时,若未满足采样定理,会产生频混, 中大于 的高频成份已混进 n的低频段。数字滤波器是不能将这些混在一起的频率成份再分离的,因此数字滤波并不能完全取代模拟预处理滤波。 | ||
4.用FFT方法实现数字滤波 | ||
用FFT方法求 的 ,(K=0,1,…,N -1)。对需滤掉的频段,如 ,令 =0,再对 作FFT逆变换,所得离散时序将分离出 频段内的频率成份。如图所示。 | ||
此时应注意, 为对称。因此应将对称轴两 |
果然是简介。不管怎样,先顶一下吧