FIR濾波器是一類非常常見的線性數字濾波器,是基于窗函數法來設計的。在設計FIR濾波器時,需要考慮到頻率響應和群延遲兩個方面,而窗函數可以同時控制這兩個方面。
下面是基于窗函數法FIR濾波器的設計步驟:
1. 確定濾波器類型和規格:確定所需的濾波器類型(低通、高通、帶通、帶阻等)和一些規格參數(如截止頻率、通帶和阻帶波紋、群延遲等)。
2. 計算濾波器階數:根據規格參數計算濾波器的階數。階數越高,濾波器的效果越好,但計算和實現難度也隨之增加。
3. 設計窗函數:選擇一個適當的窗函數,常用的窗函數有矩形窗、三角窗、漢寧窗、漢明窗、布萊克曼窗等,根據設計的規格參數來確定窗口長度 N.
4. 計算理想的濾波器響應:根據所需濾波器類型,使用理想濾波器的函數表述式,計算得到所要設計的濾波器的理想幅頻響應或者理想相位響應。
5. 計算窗函數:在與理想濾波器響應相同點的位置采樣,將窗函數內的采樣點數歸一化,對其進行相應的處理,得到窗函數。
6. 生成 FIR 濾波器的系數:將歸一化的窗函數乘以理想濾波器響應得到實際的頻率響應。然后進行 IDFT 變換得到時域序列,***后對序列進行線性相位處理并歸一化處理得到 FIR 濾波器的系數。
7. 檢驗設計的合理性:通過檢驗設計的系數的性質,如正負對稱性、零點分布情況等,來確定設計是否合理。
總之,基于窗函數法的 FIR 濾波器設計,需要經過選擇窗函數、計算理想濾波器響應、計算歸一化的窗函數、對序列進行線性相位處理等一系列步驟來完成。設計出來的濾波器可以用于對數字信號、圖像和音頻等信號進行過濾處理。
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發布時間: 2023-06-03 10:30:43