数字滤波器

数字滤波器,可以分为两大类:一类为经典滤波器,输入信号中的有用成分和希望滤除的成分频率不同.

          一类为现代滤波器,其输入信号中有用信号和希望滤除的信号频带交叠.


经典滤波器,从频域上可以分为低通/高通/带通/带阻滤波器

                     从时域特性上来看,数字滤波器可以分为FIR(有限冲激响应数字滤波器)和IIR(无限冲激响应数字滤波器)

对于FIR,其输出只取决于有限个过去和现在的输入.

对于IIR,其输出不仅取决于有限个过去和现在的输入,还与过去的输出有关.


数字滤波器一般具有如下差分方程,

其中,x(n)为输入序列,y(n)为输出序列,ak与bk为滤波器系数.

bk=0时,,就是FIR的差分方程,我们用来表示,对其进行Z变换,得到


通常使用数字滤波器来实现选频功能,选频滤波器的指标要求都以幅频特性给出,对相频特性不做要求,如果对输出波形有相位要求,如语音合成,波形传输等,要求设计线性相位数字滤波器.


第l章 数字信号处理引言 1.1 引言 1.2 数字信号处理起源 1.3 信号域 1.4 信号分类 1.5 DSP:一个学科 第2章 采样原理 2.1 引言 2.2 香农采样原理 2.3 信号重构 2.4 香农插值 2.5 采样方法 2.6 多通道采样 2.7 MATLAB音频选项 第3章 混叠 3.1 引言 3.2 混叠 3.3 圆判据 3.4 IF采样 第4章 数据转换和量化 4.1 域的转换 4.2 ADC分类 4.3 ADC增强技术 4.4 DSP数据表示方法 4.5 量化误差 4.6 MAC单元 4.7 MATLAB支持工具 第5章 z变换 5.1 引言 5.2 z变换 5.3 原始信号 5.4 线性系统的z变换 5.5 z变换特性 5.6 MATLAB z变换设计工具 5.7 系统稳定性 5.8 逆z变换 5.9 赫维赛德展开法 5.10 逆z变换MATLAB设计工具 第6章 有限冲激响应滤波器 6.1 引言 6.2 FIR滤波器 6.3 理想低通FIR滤波器 6.4 FIR滤波器设计 6.5 稳定性 6.6 线性相位 6.7 群延迟 6.8 FIR滤波器零点位置 6.9 零相位FIR滤波器 6.10 最小相位滤波器 第7章 窗函数设计法 7.1 有限冲激响应综述 7.2 基于窗函数的FIR滤波器设计 7.3 确定性设计 7.4 数据窗 7.5 基于MATLAB窗函数的FIR滤波器设计 7.6 Kaiser窗函数 7.7 截尾型傅里叶变换设计方法 7.8 频率采样设计法 第8章 最小均方设计方法 8.1 有限冲激响应综述 8.2 最小二乘法 8.3 最小二乘FIR滤波器设计 8.4 MATIAB最小均方设计 8.5 MATLAB设计对比 8.6 PRONY方法 第9章 等波纹设计方法 9.1 等波纹准则 9.2 雷米兹交换算法 9.3 加权等波纹FIR滤波器设计 9.4 希尔伯特等波纹FIR滤波器 9.5 等波纹滤波器阶次估计 9.6 MATLAB等波纹FIR滤波器实现 9.7 LpFIR滤波器设计 9.8 基于Lp范数的MATLAB滤波器设计 第10章 FIR滤波器特例 10.1 引言 10.2 滑动平均FIR滤波器 10.3 梳状FIR滤波器 10.4 L波段FIR滤波器 10.5 镜像FIR滤波器 10.6 补码FIR滤波器 10.7 频率抽样滤波器组 10.8 卷积平滑FIR滤波器 10.9 非线性相位FIR滤波器 10.10 Farrow FIR滤波器 第11章 FIR的实现 11.1 概述 11.2 直接型FIR滤波器 11.3 转置结构 11.4 对称FIR滤波器结构 11.5 格型FIR滤波器结构 11.6 分布式算法 11.7 正则符号数 11.8 简化加法器图 11.9 FIR有限字长效应 11.10 计算误差 11.11 缩放 11.12 多重MAC结构 第12章 经典滤波器设计 12.1 引言 12.2 经典模拟滤波器 12.3 模拟原型滤波器 12.4 巴特沃斯原型滤波器 12.5 切比雪夫原型滤波器 12.6 椭圆原型滤波器 12.7 原型滤波器到最终形式的转换 12.8 其他IIR滤波器形式 12.9 PRONY(PADE)法 12.10 尤尔—沃尔 第13章 无限冲激响应滤波器设计 13.1 引言 13.2 冲激响应不变法 13.3 冲激响应不变滤波器设计 13.4 双线性z变换法 13.5 翘曲 13.6 MATLAB IIR滤波器设计 13.7 冲激响应不变与双线性z变换IIR对比 13.8 最优化 第14章 状态变量滤波器模型 14.1 状态空间系统 14.2 状态变量 14.3 模拟仿真 14.4 MATLAB仿真 14.5 状态变量模型 14.6 基变换 14.7 MATLAB状态空间 14.8 转置系统 14.9 MATLAB状态空间算法结构 第15章 数字滤波器结构 15.1 滤波器结构 15.2 直Ⅰ、Ⅱ型结构 15.3 直Ⅰ、Ⅱ型IIR滤波器的MATLAB相关函数 15.4 直Ⅰ、Ⅱ型结构的MATLAB实现 15.5 级联型结构 15.6 一阶、二阶子滤波器 15.7 一阶、二阶子滤波器的MATLAB实现 15.8 并联型结构 15.9 级联/并联型结构的MATLAB实现 15.10 梯型/格型IIR滤波器 第16章 定点效应 16.1 背景 16.2 定点系统 16.3 溢出(饱和)效应 16.4 算法误差 16.5 系数敏感度 16.6 二阶子滤波器 16.7 标准IIR滤波器 16.8 缩放 16.9 极限环振荡 第17章 IIR结构分析 17.1 溢出防范 17.2 Lp范数界 17.3 L2溢出预防 17.4 L2范数测定 17.5 L2范数的附加说明 17.6 L∞范数界 17.7 L1范数界 17.8 噪声功率增益 17.9 基于状态空间的噪声分析 17.10 相似变换 第18章 多采样率系统简介 18.1 背景 18.2 抽取 18.3 插值 18.4 采样率转换 18.5 多相表示法 18.6 子带滤波器 18.7 MATLAB 第19章 多采样率滤波器 19.1 引言 19.2 离散傅里叶变换(DFI)滤波器组 19.3 L波段滤波器 19.4 正交镜像滤波器 19.5 多相表达式 19.6 掩频滤波器 19.7 级联积分梳状滤波器(CIC) 附录一 MATLAB 附录二 词汇表 附录三 中英文对照 参考文献
### 实现低通滤波器的编程与配置 在Keil 5环境中实现低通滤波器主要涉及几个方面的工作,包括但不限于开发环境的搭建、工具链的选择、初始化设置以及具体的编程实现。对于嵌入式系统的开发者来说,在Keil 5中创建并调试低通滤波算法是一个常见的需求。 #### 开发环境与工具准备 为了能够在Keil 5中顺利地编写和测试低通滤波器程序,首先要确保安装了适合目标微控制器系列的MDK包版本,并且已经正确设置了项目工程文件[^1]。这通常意味着要下载对应MCU的支持库和支持文档,以便于后续代码编写的准确性。 #### 初始化设置 当完成上述准备工作之后,则需针对所使用的硬件平台进行必要的初始化操作。这部分工作可能涉及到定时器/计数器模块、ADC转换模块以及其他外设接口的参数设定。特别是如果计划通过软件方式模拟IIR(无限脉冲响应)型低通特性的话,还需要考虑采样频率fs的设计,使得它满足奈奎斯特准则的要求,即至少两倍于信号中的最高频率成分fmax: \[ fs \geqslant 2 * f_{\text{max}} \] #### 编写低通滤波器函数 下面给出了一种简单的一阶IIR低通滤波器C语言实现方法作为例子。该算法利用递归关系来近似理想低通信号处理效果,其中α决定了截止频率的位置;而y[n]表示当前时刻输出值,x[n]代表输入序列的新样本点。 ```c #include "stdint.h" // 定义全局变量用于保存上一次计算的结果 static float last_output = 0; float low_pass_filter(float input, float alpha) { // 计算新的输出值 float output = (alpha * input) + ((1 - alpha) * last_output); // 更新last_output为本次运算后的output last_output = output; return output; } ``` 此段代码展示了如何定义一个简单的指数加权移动平均(EWMA)形式的一阶IIR低通滤波器。这里`alpha`取值范围应在(0,1),其大小直接影响到过渡带宽和平滑程度之间的平衡。较小的`alpha`会带来更平缓的变化曲线但是也会引入更大的延迟误差;反之较大的`alpha`则会使响应更加迅速但可能会让高频噪声更容易穿透过滤屏障。
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值