數字濾波器的工作原理介紹

在信號處理領域中，對于信號處理的實時性、快速性的要求越來越高。而在許多信息處理過程中，如對信號的過濾、檢測、預測等，都要廣泛地用到濾波器。其中數字濾波器具有穩定性高、設計靈活等優點，避免了模擬濾波器所無法克服的電壓漂移、溫度漂移和噪聲等問題，因而隨著數字技術的發展，用數字技術實現濾波器的功能越來越受到人們的注意和廣泛的應用。下面將介紹其是如何工作的?

數字濾波器對信號濾波的方法是：用數字計算機對數字信號進行處理，處理就是按照預先編制的程序進行計算。數字濾波器的原理如圖所示，它的核心是數字信號處理器。

數字濾波器原理圖

這過程必須利用采樣定理(samplingtheorem)進行采樣。輸入信號經過模擬低通濾波即抗折疊濾波器(anTI-aliasingfilter)去掉輸入信號中的高頻分量。經過平滑化的模擬信號再用于采樣。另外D-A轉換后模擬信號要經過平滑濾波器(smoothingfilter)進行平滑處理，該工作可用模擬低通濾波器來完成。

另外，數字通信中使用的數字均衡器(digitalequalizer)也可以視作一種數字濾波器，但是用數字均衡器直接進行數字信號處理時，就不再需要圖中的A-D轉換器和D-A轉換器。

所謂數字濾波器，就是把輸入序列通過一定的運算變換成輸出序列。如上圖所示。其時域輸入輸出關系是：

若x(n),y(n)的傅里葉變換存在，則輸入輸出的頻域關系是：

假定|X(ejw)|，|H(ejw)|如圖中(a)，(b)所示，則由式得|Y(ejw)|如圖(c)所示。

濾波效果圖

這樣，x(n)通過系統h(n)的結果是使得輸出y(n)中不再含有|w|>wc的頻率部分，而使|w|

總而言之，數字濾波器是按照程序計算信號，達到濾波的目的。通過對數字濾波器的存儲器編寫程序，就可以實現各種濾波功能。對數字濾波器來說，增加功能就是增加程序，不用增加元件，不受元件誤差的影響，對低頻信號的處理也不用增加芯片的體積。用數字濾波方法可以擺脫模擬濾波器被元件限制的困擾。

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