滤波器设计

✍ dations ◷ 2025-02-24 00:50:33 #数字信号处理,滤波器理论

频域电子滤波器的设计必须首先考虑任务所需滤波器的类型。首先必须确定滤波器的基本功能,如低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、全通滤波器或者是更为复杂的功能。

滤波器的一个重要参数是所要求的频率响应。尤其是频率响应曲线的陡峭性和复杂性是滤波器阶数和可行性的一个决定性因素。

一阶滤波器只有一个依赖于频率的成分,这就意味着频率响应slope就局限在每倍频6 dB。对于许多应用来说,这是不够的,为了实现更陡的斜率,必须使用更高阶的滤波器。

另外必须决定如何实现滤波器:

线性模拟滤波器设计大部分都在线性滤波器中涵盖。

数字滤波器根据两个基本原理之一实现,根据它们响应冲击信号的不同可以分为:

除非采样率受到其它外部约束条件限定,否则选择合适的采样率就是一项重要的设计决定。高的采样率需要更多的计算资源,但是需要较少的抗混淆(en:anti-aliasing)措施。与系统中其它信号的干涉和beating也是应该考虑的问题。

对于数字滤波器的设计来说,分析避免混淆效应是很关键的。经常通过在输入和输出增加一个抗混淆滤波器来滤除任何高于Nyquist频率(en:Nyquist frequency)的信号,这种滤波器的复杂性依赖于信噪比和采样率与信号最高频率之比。

无限脉冲响应是与模拟滤波器对应数字实现。无限脉冲响应使用了反馈过程,所以通常要比同样性能的有限脉冲响应滤波器所耗费的资源要少。同样是由于反馈的因素,高阶的无限脉冲响应滤波器可能会有不稳定和运算溢出的问题,因此需要细心设计以避免出现类似问题。另外,它们有内在的依赖于频率的相移,在很多情况下这可能成为问题。二阶无限脉冲响应滤波器经常叫作'biquads',更高阶的滤波器就是biquads的层叠。一个有用的计算biquad系数的参考文献是RBJ Audio EQ Cookbook。

有限脉冲响应滤波器不使用反馈,本身是稳定的。有限脉冲响应滤波器系数通常是对称的,这样很自然地相移就被抵消。并且也很容易避免运算溢出。它的主要缺点是要比灵巧设计的无限脉冲响应变量的计算要花费多得多的处理和内存资源。有限脉冲响应设计比较简单:Remez exchange算法就是一个能够半自动设计相当高质量滤波器的方法。

相关

  • 大写字母大写字母或大写体是许多拼音字母的其中一种写体形式,例如A, B, C等。大写体有时又称做上层字盘体(uppercase)。因为西方在过去活字印刷体期,凡大写字体都会放在检字抽屉的上层,故
  • 雅高雅高酒店集团(Accor)是一家大型的法国跨国企业 ,在将近100个国家中经营,股票列入巴黎CAC40指数。 雅高旗下的雅高酒店是欧洲旅馆业的霸主,在全球拥有超过4000家旅馆,涵盖最豪华的
  • 空军武官驻外武官,即外交代表机构(大使馆、领事馆)的武职专员(法语:Attaché)。多由陆海空三军种的校官或将官中选派,处理军事性业务,为使馆中专司国防的馆员,也是一国军队的驻外代表。驻外武
  • 贵 铎贵铎,满洲正黄旗人,清朝政治人物、进士出身。光绪元年,乡试中举。光绪五年,任都察院笔帖式。光绪八年,任詹事府右赞善;次年改詹事府左赞善。光绪二十年,任翰林院编修、日讲起居注官
  • 高斯散度定理高斯公式(Gauss's law),又称为高斯通量理论(Gauss' flux theorem)、散度定理(Divergence Theorem)、高斯散度定理(Gauss's Divergence Theorem)、高斯-奥斯特罗格拉德斯基公式或高-奥公
  • 混沌地形混沌地形用来描述一些行星地表上,山脊、裂缝、平坦的小平原等互相混在一起的地形,在火星和木星的卫星欧罗巴上很常见,而欧罗巴上的混沌地形,是冰层碎裂、冰块旋转倾斜后再度互相
  • 台湾闽南语姓氏读音台湾闽南语姓氏读音,主要为白话读音,有时会采用文言发音。古时“姓”与“氏”不同。先有姓,后有氏。周朝以前,贵族除了有姓之外,还往往以属封邑、官职、祖先的字号为氏。秦汉以后
  • 马什哈德地铁马什哈德地铁(波斯语:قطار شهری مشهد‎、英语:Mashhad Urban Railway),是指伊朗礼萨呼罗珊省首府马什哈德的轨道交通系统,目前亦是伊朗第二大轨道交通系统。马什哈德
  • 2020年日本周末票房冠军2020年日本周末票房冠军是关于2020年日本电影票房每周冠军,计算每周末二日观赏人次及票房收入。主要以观赏人次为主,票房为辅。
  • 北平戏曲专科学校北平戏曲专科学校,1930年由原中国银行副总裁张嘉璈出资,由国立北平研究院院长李石曾出面创办。首任校长焦菊隐,后经李介绍赴法留学。程砚秋也是该校常务负责人之一。该校培养出