FIR数字滤波器的设计(三)
发布日期:2021-10-16 00:21:23
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分类:技术文章
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复卷积给H(w)带来过冲积波,所以加窗函数后,对滤波器的理想特性的影响有以下几点:
1.Hd(w)在截止频率的间断点变成了连续的曲线,使得H(w)出现了一个过渡带,它的宽度等于窗函数的主瓣的宽度。由此可见,如果窗函数的主瓣越宽,过渡带就越宽。2.由于窗函数旁瓣的影响,使得滤波器的幅度频率特性出现了波动,波动的幅度取决于旁瓣的相对幅度.旁瓣范围的面积越大,通带波动和阻带的波动就越大,换句话说,阻带的衰减减小。而波动的多少,取决于旁瓣的多少。3.增加窗函数的长度,只能减少窗函数的幅度频率特性w(w)的主瓣宽度,而不能减少主瓣和旁瓣的相对值,该值取决于窗函数的形状。换句话说,增加截取函数的长度N只能相应的减小过渡带,而不能改变滤波器的波动程度。
随着N的加大,振荡变密,主瓣变窄;主瓣与旁瓣的幅度亦有所加大,但主 瓣与旁瓣的相对比例不变(吉布斯现象)。
归纳起来:
( 1 )调整窗口长度 N 可以控制过渡带的宽度,但不能减小尖峰的大小;
( 2 )改变窗的形状可以减小带内波动和 加大阻带衰减。
为了满足工程上的需要,可以通过改变窗函数的形状来改善滤波器的频率特性,而窗函数的选择原则是:
a.具有较低的旁瓣幅度,尤其是第一旁瓣的幅度。b.旁瓣的幅度下降的速率要快,以利于增加阻带的衰减。c 主瓣的宽度要窄,这样可以得到比较窄的过渡带。通常上述的几点难以同时满足。当选用主瓣宽度较窄时,虽然能够得到比较陡峭的幅度频率响应,但是通带和阻带的波动明显增加;当选用比较小的旁瓣幅度时,虽然能够得到比较平坦和匀滑的幅度频率响应,但是过渡带将加宽。因此,实际中选用的窗函数往往是它们的折衷。在保证主瓣的宽度达到一定要求的条件下,适当地牺牲主瓣的宽度来换取旁瓣的波动减小。以上是从幅度频率特性设计方面对窗函数提出的要求,实际中设计FIR滤波器往往要求是线性相位的,因此要求w (n)满足线性相位的条件,即要求w(n)满足:W(n)=W (N一1一n)
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哈哈,博客排版真的漂亮呢~
[***.90.31.176]2024年04月16日 09时45分00秒
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