数字滤波器是什么？数字滤波器的工作原理

    数字滤波器是什么？在许多信息处理过程中，如对信号的过滤、检测、预测等，都要广泛地用到滤波器。数字滤波器与模拟滤波器相对应，在离散系统中广泛应用数字滤波器。它的作用是利用离散时间系统的特性对输入信号波形或频率进行加工处理。或者说，把输入信号变成一定的输出信号，从而达到改变信号频谱的目的。数字滤波器一般可以用两种方法来实现：一种方法是用数字硬件装配成一台专门的设备，这种设备称为数字信号处理机；另一种方法就是直接利用通用计算机，将所需要的运算编成程序让通用计算机来完成，即利用计算机软件来实现。下面将介绍数字滤波器的工作原理?

 

    数字滤波器的原理有多种，取平均值是其中的一种。取平均值就是滤除任何有具有频率的变化分量的信号。数字滤波器还可根据不同原理编制专门的程序，对采集的信号进行特殊的计算来滤除特定频率的信号。模拟滤波器的原理主要是利用电容器对高频信号的低阻抗、对低频信号的高阻抗和电感对对低频信号的低阻抗、对高频信号的高阻抗的特性，滤除特定频率的信号。

 

    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。数字滤波器的原理如图所示，它的核心是数字信号处理器。

 

    这过程必须利用采样定理(samplingtheorem)进行采样。输入信号经过模拟低通滤波即抗折叠滤波器(anTI-aliasingfilter)去掉输入信号中的高频分量。经过平滑化的模拟信号再用于采样。另外D-A转换后模拟信号要经过平滑滤波器(smoothingfilter)进行平滑处理，该工作可用模拟低通滤波器来完成。

 

    另外，数字通信中使用的数字均衡器(digitalequalizer)也可以视作一种数字滤波器，但是用数字均衡器直接进行数字信号处理时，就不再需要图中的A-D转换器和D-A转换器。

 

    所谓数字滤波器，就是把输入序列通过一定的运算变换成输出序列。如上图所示。其时域输入输出关系是：

 

  

 

    若x(n),y(n)的傅里叶变换存在，则输入输出的频域关系是：

 

    

傅里叶变换

 

    假定|X(ejw)|，|H(ejw)|如图中(a)，(b)所示，则由式得|Y(ejw)|如图(c)所示。

 

    这样，x(n)通过系统h(n)的结果是使得输出y(n)中不再含有|w|>wc的频率部分，而使|w|

 

    数字滤波器主要由数字乘法器、加法器、延时电路等部分构成，其实就是一个数字信号处理器，主要使用数字计算机对数字信号按照预先编制的程序进行相应的计算。由于电子计算机技术和大规模集成电路的发展，数字滤波器已可用计算机软件实现，也可用大规模集成数字硬件实时实现。