设计数字滤波器

在数字信号处理中有两种重要的系统类型。

第一种类型在时域进行信号滤波因此称为数字滤波器。第二种系统类型在频域表达信号因此称为谱分析器。

 设计数字滤波器要执行一下三个步骤:
指标:在设计滤波器之前,必须进行必要的指标说明,这是由应用来决定的。
近似:一旦决定了指标,就要用目前为止所学过的各种概念和数学方法来提出滤波器的描述,这可以近似表达出所 给定的指标。这一步是滤波器设计的核心步骤。
完成:上一步的结果就是差分方程或者系统函数或者冲激响应形式的滤波器描述。根据这一描述可以在硬件或者计算机上的软件上完成滤波器的设计。

在很多应用中,比如说语音信号处理中,数字滤波器用于完成频率选择功能。因此,就需要在频域中以所期望的滤波器的幅度和相位响应表达指标。一般来说需要在通频带中得到线性相位响应。在FIR 滤波器的情况中,可以获得
很好的线性相位。在IIR 滤波器中得不到通频带中的线性相位。

一般来说,会对线性相位频率选择FIR 滤波器比较感兴趣。线性相位响应的优点是:设计问题仅涉及到实数问题而不牵涉复数问题。线性相位滤波器没有时延失真且仅延迟一个固定量。