数字滤波器，数字滤波器的主要特征参数有哪些

本文目录一览

1，数字滤波器的主要特征参数有哪些
2，数字滤波器的原理
3，数字滤波器可以实现什么常用的功能和模拟滤波器的区别在哪儿
4，IIR数字滤波器与FIR数字滤波器的定义
5，数字滤波器有哪些种类
6，数字滤波器的概述

1，数字滤波器的主要特征参数有哪些

数字滤波器设计中，低通滤波器是设计滤波器的基础，其它类型的滤波器可由低通滤波器进行频率转移得到。一个低通滤波器的技术指标主要有四项： 1、通带截止频率fp或角频率ωp 2、通带最大衰减系数ap 3、阻带截止频率fs或角频率ωs 4、阻带最小衰减系数as

数字滤波器的主要特征参数有哪些

2，数字滤波器的原理

数字滤波器与模拟滤波器的区别主要在于一个是采用软件（程序）的数值计算（数字滤波器），另外一个是采用硬件电路获得（模拟滤波器）。数字滤波器的原理有多种，取平均值是其中的一种。取平均值就是滤除任何有具有频率的变化分量的信号。数字滤波器还可根据不同原理编制专门的程序，对采集的信号进行特殊的计算来滤除特定频率的信号。模拟滤波器的原理主要是利用电容器对高频信号的低阻抗、对低频信号的高阻抗和电感对对低频信号的低阻抗、对高频信号的高阻抗的特性，滤除特定频率的信号。

数字滤波器的原理

3，数字滤波器可以实现什么常用的功能和模拟滤波器的区别在哪儿

滤波器就是频率选择器，选出需要的频率成分，把不需要的频率成分去掉。描述频率成分的应是频率空间，即对原始信号作傅里叶变换的频谱空间，在频谱空间上让那些需要的频率成分乘以1，就保留了，不需要的频率成分乘以0，就滤除了。数字滤波器正是根据以上原理，在频域里设计好滤波器的传递函数，与原始信号的傅里叶变换相乘，再反傅里叶变换回去就可以了。当然，也可以把传递函数作反傅里叶变换，得到时域（一维信号）或空域（二维信号）的模板，用模板对原始信号卷积就可以了。数字滤波器利用了当前点前后的数据，滤波器模板是对称的，因而不会有相移，模拟滤波器由于对于当前点，只有过去的信号可以利用，将来的信号未知，即模拟滤波器不是对称的滤波器，因而必定存在相移。数字滤波器很容易用逻辑器件、可编程器件实现，而模拟滤波器不能只用逻辑器件实现，一般需要电阻、电容和电感的组合电路实现。数字滤波器的滤波速度相对比较慢，模拟滤波器滤波速度非常快，因为对于电路来说，信号输入后几乎不用延时就有信号输出了希望能帮到你。

数字滤波器可以实现什么常用的功能和模拟滤波器的区别在哪儿

4，IIR数字滤波器与FIR数字滤波器的定义

无限脉冲响应滤波器是数位滤波器的一种，简称IIR数位滤波器(infinite impulse response filter)。由于无限脉冲响应滤波器中存在反馈回路，因此对于脉冲输入信号的响应是无限延续的。有限脉冲响应滤波器是数字滤波器的一种，简称FIR数字滤波器（finite impulse response filter）。这类滤波器对于脉冲输入信号的响应最终趋向于0，因此是有限的，而得名。它是相对于无限脉冲响应滤波器(IIR)而言。有限脉冲响应滤波器（FIR filter）的优点： 1. 脉冲响应（impulse response）为有限长：造成当输入数位讯号为有限长的时候，输出数位讯号也为有限长。 2. 比无限脉冲响应滤波器（IIR filter）较容易最佳化（optimize）。 3. 线性相位（linear phase）：造成h(n)\,是偶对称（even）或奇对称（odd）且有限长。 4. 一定是稳定的（stable）：因为Z转换（Z transform）后所有的极点（pole）都在单位圆内。有限脉冲响应滤波器（FIR filter）的缺点：设计方式较无限脉冲响应滤波器（IIR filter）不容易。无限脉冲响应滤波器(IIR filter)的优点：较容易设计以及实现。无限脉冲响应滤波器(IIR filter)的缺点： 1. 脉冲响应(impulse response)为无限长：造成当输入数位讯号为有限长的时候，输出数位讯号会变成无限长。 2. 比有限脉冲响应滤波器(FIR filter)较不易最佳化(optimize)。 3. 不一定是稳定的(stable)：因为Z转换(Z transform)后所有的极点(pole)不一定都在单位圆内。 reference：w开头的被baidu屏蔽的某网站

5，数字滤波器有哪些种类

数字滤波器有低通、高通、带通、带阻和全通等类型。它可以是时不变的或时变的、因果的或非因果的、线性的或非线性的。应用最广的是线性、时不变数字滤波器，以及f.i.r滤波器。特点： IIR数字滤波器采用递归型结构，即结构上带有反馈环路。IIR滤波器运算结构通常由延时、乘以系数和相加等基本运算组成，可以组合成直接型、正准型、级联型、并联型四种结构形式，都具有反馈回路。由于运算中的舍入处理，使误差不断累积，有时会产生微弱的寄生振荡。 IIR数字滤波器在设计上可以借助成熟的模拟滤波器的成果，如巴特沃斯、契比雪夫和椭圆滤波器等，有现成的设计数据或图表可查，其设计工作量比较小，对计算工具的要求不高。在设计一个IIR数字滤波器时，我们根据指标先写出模拟滤波器的公式，然后通过一定的变换，将模拟滤波器的公式转换成数字滤波器的公式。 IIR数字滤波器的相位特性不好控制，对相位要求较高时，需加相位校准网络。在MATLAB下设计IIR滤波器可使用Butterworth函数设计出巴特沃斯滤波器，使用Cheby1函数设计出契比雪夫I型滤波器，使用Cheby2设计出契比雪夫II型滤波器，使用ellipord函数设计出椭圆滤波器。下面主要介绍前两个函数的使用。与FIR滤波器的设计不同，IIR滤波器设计时的阶数不是由设计者指定，而是根据设计者输入的各个滤波器参数（截止频率、通带滤纹、阻带衰减等），由软件设计出满足这些参数的最低滤波器阶数。在MATLAB下设计不同类型IIR滤波器均有与之对应的函数用于阶数的选择。 IIR单位响应为无限脉冲序列FIR单位响应为有限的 IIR幅频特性精度很高，不是线性相位的，可以应用于对相位信息不敏感的音频信号上； FIR幅频特性精度较之于iir低，但是线性相位，就是不同频率分量的信号经过FIR滤波器后他们的时间差不变。这是很好的性质。另外有限的单位响应也有利于对数字信号的处理，便于编程，用于计算的时延也小，这对实时的信号处理很重要。

6，数字滤波器的概述

数字滤波器对信号滤波的方法是：用数字计算机对数字信号进行处理，处理就是按照预先编制的程序进行计算。数字滤波器的原理如图所示，它的核心是数字信号处理器。如果采用通用的计算机，随时编写程序就能进行信号处理的工作，但处理的速度较慢。如果采用专用的计算机芯片，它是按运算方法制成的集成电路，连接信号就能进行处理工作，处理的速度飞快，但功能不易更改。如果采用可编程的计算机芯片，那么，装入什么程序机器就能具有什么功能。这种可编程芯片的优点很多，是现代电子产品的首选。如果是对模拟信号进行处理，则需要添加模数转换器和数模转换器。参考《数字信号处理》杨毅明著p.183-184，机械工业出版社2012年发行。数字滤波器是按照程序计算信号，达到滤波的目的。通过对数字滤波器的存储器编写程序，就可以实现各种滤波功能。对数字滤波器来说，增加功能就是增加程序，不用增加元件，不受元件误差的影响，对低频信号的处理也不用增加芯片的体积。用数字滤波方法可以摆脱模拟滤波器被元件限制的困扰。数字滤波器一词出现在60年代中期。由于电子计算机技术和大规模集成电路的发展，数字滤波器已可用计算机软件实现，也可用大规模集成数字硬件实时实现。数字滤波器是一个离散时间系统（按预定的算法，将输入离散时间信号(对应数字频率)转换为所要求的输出离散时间信号的特定功能装置）。应用数字滤波器处理模拟信号（对应模拟频率）时，首先须对输入模拟信号进行限带、抽样和模数转换。数字滤波器输入信号的数字频率（2π*f/fs,f为模拟信号的频率，fs为采样频率，注意区别于模拟频率),按照奈奎斯特抽样定理，要使抽样信号的频谱不产生重叠，应小于折叠频率（ws/2=π)，其频率响应具有以2π为间隔的周期重复特性，且以折叠频率即ω=π点对称。为得到模拟信号，数字滤波器处理的输出数字信号须经数模转换、平滑。数字滤波器具有高精度、高可靠性、可程控改变特性或复用、便于集成等优点。数字滤波器在语言信号处理、图像信号处理、医学生物信号处理以及其他应用领域都得到了广泛应用。数字滤波器有低通、高通、带通、带阻和全通等类型。它可以是时不变的或时变的、因果的或非因果的、线性的或非线性的。应用最广的是线性、时不变数字滤波器，以及f.i.r滤波器。

一般情况下，不改变自适应滤波器的结构。而自适应滤波器的系数是由自适应算法更新的时变系数。即其系数自动连续地适应于给定信号，以获得期望响应。自适应滤波器的最重要的特征就在于它能够在未知环境中有效工作，并能够跟踪输入信号的时变特征。