数字滤波器(DigitalFilter,DF)可以被划分成低通(LP:LowPass)、高通(HP:HighPass)、带通(BP:BandPass)和带阻(BS:BandStop)等滤波器形式[6]。由于现代计算机技术的快速发展,信号处理的关键技术之一已经成为离散数字信号,因此滤除信号中的无用部分或者干扰部分也广泛运用了数字滤波器。数字滤波器和模拟滤波器相比,在实现上客观存在着不可忽视的差异。模拟滤波器主要是通过硬件实现。而数字滤波器的另外一个特点就是可以用软件实现,换言之,数字滤波器可以通过编程用算法来实现。另一方面,数字滤波器和模拟滤波器相比较,有着比如数字滤波器的体积更小、成本更低、参数调整相对容易、有着较高的精度、工作效率较高、稳定性较强等独特的优点,所以和模拟滤波器相比较,数字滤波器正在越来越广泛得应用于数字信号处理系统中。

分类方式以冲激响应在数字滤波器中的特性对来划分的话,数字滤波器可以被划分为有限冲激响应数字滤波器(FIR)和无限冲激响应数字滤波器(IIR)这两类。有限冲激响应数字滤波器的冲激响应特征是时间有限的,时间有限的含义是指在一定的时刻后滤波器的输出为零。而无限冲激响应数字滤波器则既有极点又有零点,它的冲激响应h(k)中有着无限多个非零值,这意味着无限冲激响应数字滤波器的冲激响应是无限长的时间序列,其特点为在一定的时间后有可能变小,但是不会为零。

和IIR数字滤波器相比较,FIR数字滤波器有着其特有的优点[7]:

(1)由于FIR数字滤波器使用了非递归运算,所以因为有限字长效应所致的运算误差,不管在理论上还是运用与实际的工程应用之中,都不会导致系统的不稳定;

(2)有赖于FIR数字滤波器具有的线性相位特性,信号在传输过程中能够保证不失真;

(3)因为FIR数字滤波器它的单位脉冲响应特征是有限长的,我们可以使用快速傅里叶变换FFT算法来对信号进行滤波处理,通过这种方式来极大地提高运算率;

(4)因为任意非因果有限长序列都可以通过一定的延时变换成为因果的有限长序列,所以可以使用因果系统来实现。

在IIR数字滤波器存在的频率色散问题的情况下,FIR数字滤波器具有的这些独特的优越性决定了他在要求信号在传输的过程中不能有明显的相位失真的领域,如数据通信、语音信号处理等,得到了广泛应用。

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