正文 對於數字濾波器的簡介(2 / 2)

(三)IIR數字濾波器在DSP上的實現步驟和條件

IIR數字濾波器在DSP上的設計過程如下:

1.根據指標確定濾波器的類型,設計出濾波器的參數

2.根據數字信號處理的特點對參數進行取舍、量化,然後進行仿真

3.通過仿真實驗結果對濾波器各項指標進行修改和參數調試,直到滿足要求為止

4.在DSP上用語言實現濾波器功能

實驗證明定點數字信號處理芯片,不僅可以做定點運算,同時也可以做浮點運算。一種算法,既可以用彙編語言編程實現,也可以用高級語言實現。IIR數字濾波器的實現是要滿足一些要求,這樣才能使數字濾波器達到預期的性能。首先,兼顧精度的同時也要做到實時其次,執行的時間比較短,精度卻達不到同樣會影響濾波器的功能的實現。通過上述條件盡可能找到簡易的實現方法。

(四)FIR數字濾波器的結構

2.4.1 FIR數字濾波器的基本原理

實驗證明FIR濾波器是根據有限個采樣值組成的,它有在保證幅度指標滿足要求是,具有嚴格的相位特性。因為數字信號在傳輸的過程中不能有相位失真率,同時根據FIR濾波器的線性特性的容易實現,因而它可在線性要求比較高的情況得到應用與實現。

(五)FIR數字濾波器在DSP上的實現步驟和條件

可以得出,FIR數字濾波器具有嚴格線性相位的充要條件是其有限長的單位脈衝響應序列為偶對稱,即,即是的偶對稱中心。

FIR的頻響特性

由上分析可知, FIR濾波器具有如下幾個顯著的優點:

一 可以在幅度特性隨意設計的同時,確保精確、嚴格的線性相位;

二 FIR濾波器的單位脈衝是有限長序列,它的特性屏蔽了IIR濾波器的不穩定缺陷的問題;

三 因為FIR濾波器一般為非遞歸結構,因此誤差較小;

四FIR濾波器可以采用FFT算法實現,提高了運算效率。

FIR數字濾波器的設計的窗函數的設計思想是由濾波器的性能選擇濾波器的技術指標根據給定的濾波器技術指標來選擇濾波器長度N和窗函數,使其具有最窄的主瓣和最小的旁瓣,通過這樣的技術來做到更精確的數字濾波技術,窗函數設計的核心是從給定的頻率特性, 並通過加窗來確定有限長單位脈衝響應序列。

(六)IIR和FIR數字濾波器的比較

不管哪種數字濾波器設計都有它們的優缺點。FIR濾波器的傳輸函數隻有零點,無反饋支路。IIR濾波器的傳輸函數既有零點,也有極點。我們知道IlR濾波器係統函數的極點可以位於單位圓內的任何地方,可以讓數字濾波器具有很高的選擇性,所用存儲單元少,價格便宜。但這些是以相位的非線性為代價的。選擇性越好,相位非線性越嚴重。設計IIR濾波器若以相同的選擇性和線性相位性能要求來設計,IIR濾波器必須通過全通網絡進行相位校正與調試,但是這樣的過程也恰恰增加了濾波器的複雜程度。

FIR濾波器不僅可以用遞歸方法實現,並且可以用非遞歸方法實現,有限精度的計算不會產生振蕩。FIR量化結構和係數的不準確性並不會超過IIR濾波器所產生的誤差。IIR濾波器可以通過模擬濾波器的成果,使數字濾波器的實現在軟件的輔助下能夠更加容易的實現,使其工作量減少,工作效率提高。FIR濾波器沒有現成設計公式。IlR濾波器主要是設計規範化的,頻率特性為分段常數的濾波器,而FIR濾波器則易於適應某些特殊應用。

參考文獻:

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作者簡介:林朋雨(1993–),男,河南周口人,河南大學歐亞國際學院2014級本科生。