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数字滤波简介

时间:10-02 整理:3721RD 点击:
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

,(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

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