数字滤波器作用?
作用如下;
在地震资料数字处理中,利用频谱特征的不同来压制干扰波,以突出有效波的方法就是数字滤波。
数字滤波的定义;
数字滤波器可以分为两大部分:即经典滤波器和现代滤波器。经典滤波器就是假定输入信号x(n)中的有用成分和希望滤除成分分别位于不同的频带,因而我们通过一个线性系统就可以对噪声进行滤除,如果噪声和信号的频谱相互混叠,则经典滤波器得不到滤波的要求。通常有高通滤波器,低通滤波器,带通滤波器,带阻滤波器。现代滤波器是从含有噪声的信号估计出有用的信号和噪声信号。这种方法是把信号和噪声本身都视为随机信号,利用其统计特征,如自相关函数,互相关函数,自功率谱,互功率谱等引导出信号的估计算法,然后利用数字设备实现。目前主要有维纳滤波,卡尔曼滤波,自适应滤波等数字滤波器。
iir与fir滤波器的优缺点?
一、FIR滤波器的优缺点
优点:
1、有着规整的内部逻辑阵列和丰富的连线资源,特别适合于数字信号处理任务,相对于串行运算为主导的通用DSP芯片来说,其并行性和可扩展性更好,利用FPGA乘累加的快速算法,可以设计出高速的FIR数字滤波器。
2、可以无限增加精度(在足够运算能力的前提下),并且不存在IIR滤波器的相位精度问题,是目前比较高端的解决方案。
劣势:
1、因为采用的精度很高,所以对计算资源和内存、功耗的使用更高;
2、FIR在其他领域主要解决高频问题,在音频应用常常遇到1Khz以下的信号,FIR至少需要FIR 512才能对1K以下产生作用
3、过分运算,因为FIR每个处理单元宽度不能调整,因此在解决低频问题时,高频会出现过分运算的情况。
二、IIR滤波器的优缺点
优点:
1、IIR数字滤波器的系统函数可以写成封闭函数的形式。
2、直接设计可以采用优化设计(CAD)法,数字滤波器的系统函数H(Z)的系数ai, bi或零极点ci, di等参数,可采用优化设计的方法。
3、IIR数字滤波器在设计上可以借助成熟的模拟滤波器的成果,如巴特沃斯、契比雪夫和椭圆滤波器等,有现成的设计数据或图表可查,其设计工作量比较小,对计算工具的要求不高。
缺点:
1、IIR数字滤波器的相位特性不好控制,对相位要求较高时,需加相位校准网络。
扩展资料
IIR数字滤波器与FIR数字滤波器的区别:
1、单位响应
IIR滤波器的单位脉冲响应为无限长,网络中有反馈回路。FIR滤波器的单位脉冲响应是有限长的,一般网络中没有反馈回路。
FIR滤波器的系统函数一般是一个有理分式,分母多项式决定滤波器的反馈网络。FIR滤波器的系统函数用下式表示
2、幅频特性
IIR数字滤波器幅频特性精度很高,不是线性相位的,可以应用于对相位信息不敏感的音频信号上;FIR数字滤波器的幅频特性精度较之于IIR数字滤波器低,但是线性相位,就是不同频率分量的信号经过fir滤波器后他们的时间差不变,这是很好的性质。
3、实时信号处理
FIR数字滤波器是有限的单位响应也有利于对数字信号的处理,便于编程,用于计算的时延也小,这对实时的信号处理很重要。
数字滤波器的作用是什么,如何来合理的设计一个数字滤波器?
数字滤波器由数字乘法器、加法器和延时单元组成的一种算法或装置。数字滤波器的功能是对输入离散信号的数字代码进行运算处理,以达到改变信号频谱的目的。数字滤波器有低通、高通、带通、带阻和全通等类型。它可以是时不变的或时变的、因果的或非因果的、线性的或非线性的。应用最广的是线性、时不变数字滤波器,以及f.i.r滤波器。
与硬件滤波器相比,采用数字滤波器有何优点?
数字滤波: 用数字处理方式选择信号频率。数字滤波是用计算机软件或数字电路来实现的。
优点:精度高;灵活性强,只要改变程序参数即可改变滤波器的性能;时分两用,一台计算机可同时处理多路信号;处理功能强,可处理几赫兹频率的信号;可靠性强,不受周围环境温度的影响等。
数字滤波器和模拟滤波器以什么区分?
数字滤波器和模拟滤波器差别:
1、数字滤波器
数字滤波器由数字乘法器、加法器和延时单元组成的一种算法或装置。数字滤波器的功能是对输入离散信号的数字代码进行运算处理,以达到改变信号频谱的目的。
数字滤波器对信号滤波的方法是:用数字计算机对数字信号进行处理,处理就是按照预先编制的程序进行计算。它的核心是数字信号处理器。
2、模拟滤波器
模拟滤波器分为无源滤波器和有源滤波器,其中无源滤波器由R、L、C组成,有源滤波器由集成运放和R、C组成,不需要使用电感。集成运放的开环电压增益和输入阻抗均很高,输出电阻小,构成有源滤波电路后还具有一定的电压放大和缓冲作用。但集成运放带宽有限,所以目前的有源滤波电路的工作频率难以做得很高。
数字滤波器设计方法?
数字滤波器的三种设计方法:
窗函数法、频率抽样法、切比雪夫逼近法。
一般用两种方法来实现数字滤波器:一是采用通用计算机,把滤波器所要完成的运算编成程序通过计算机来执行,也就是采用计算机软件来实现;二是采用实际专用的数字处理硬件。
数字滤波器的三种设计方法
1.窗函数设计法 从时域动身,把理想的无限长的hd(n)用一定外形的窗函数截取成有限长的h(n),以此h(n来迫近hd(n),从而使所得到的频率响应H(ejω)与所请求的理想频率响应Hd(ejω)相结合。
2.频率抽样设计法 从频域动身,把给定的理想频率响应Hd(ejω)加以等距离抽样,所得到的H(k)作逆离散傅氏变换,从而求得h(n)的方法。
3.切比雪夫逼近法,等波纹迫近计算机辅助设计法 。前面两种办法固然在频率取样点上的误差十分小,但在非取样点处的误差不是平均分布的。
与传统滤波器相比,数字滤波器有哪些优点?
数字滤波器的优点:
1、数字滤波器是用软件实现的,不需要增加硬设备,因而可靠性高、稳定性好,不存在阻抗匹配问题。
2、模拟滤波器通常是各通道专用,而数字滤波器则可多通道共享,从而降低了成本。
3、数字滤波器可以对频率很低(如0.01Hz)的信号进行滤波,而模拟滤波器由于受电容容量的限制,频率不可能太低。
4、数字滤波器可以根据信号的不同,采用不同的滤波方法或滤波参数,5、具有灵活、方便、功能强等优点。