各种数字滤波的比较

电路中的电子滤波器数字滤波与模拟滤波的比较

电路中的电子滤波器数字滤波与模拟滤波的比较电路中的电子滤波器：数字滤波与模拟滤波的比较概述：电子滤波器作为电路中的重要组成部分，广泛应用于各种电子设备中，用于滤除噪声和调节信号频率。

随着科技的不断发展，数字滤波器逐渐取代了传统的模拟滤波器，成为电子滤波器的主流技术。

本文将对数字滤波器和模拟滤波器进行比较，探讨它们各自的特点和适用场景。

一、模拟滤波器的特点和应用模拟滤波器是使用传统的模拟电路构成的滤波器，其特点如下：1. 连续信号处理：模拟滤波器对输入信号进行连续处理，能够精确地处理输入信号中的每个时刻的数值。

2. 宽带信号处理：模拟滤波器能够处理宽频带信号，适用于频率范围较宽的应用场景。

3. 较低的处理延迟：模拟滤波器在处理信号时的延迟较低，适用于实时性要求较高的应用。

模拟滤波器广泛应用于音频设备、射频通信、医疗仪器等领域，但也存在一些缺点。

模拟滤波器的设计和制造成本较高，体积较大，并且受到环境的影响比较大，容易受到温度、湿度等因素的影响，从而导致性能下降。

二、数字滤波器的特点和应用数字滤波器是通过数字信号处理技术实现的滤波器，其特点如下：1. 离散信号处理：数字滤波器对输入信号进行离散处理，将连续信号转换为离散信号，然后进行处理。

2. 精确度高：数字滤波器具有较高的精确度，可以通过调整数字滤波器的参数进行精确的滤波处理。

3. 稳定性好：数字滤波器在不受环境温度、湿度等因素的干扰，具有较好的稳定性。

4. 适应性强：数字滤波器可以根据输入信号的特点进行动态调整，适用于不同的应用场景。

数字滤波器广泛应用于音频处理、图像处理、通信系统等领域。

随着数字信号处理技术的不断发展，数字滤波器的性能和适用范围也在不断扩展。

三、数字滤波器与模拟滤波器的比较数字滤波器和模拟滤波器各自有其独特的特点和优势，下面将对两者进行比较：1. 精度：数字滤波器由于使用离散信号处理技术，能够实现更高的精度和准确度。

而模拟滤波器受到电子元器件和环境因素的限制，精度相对较低。

影像数据的三种数字滤波法的效果实验分析

器。这三种方法在实际处理运动生物力学影像数据效果究竟如何？近十年来没有学者对此进行对比研究，笔者通过实验分析比较这些方法的效果，运动生物为力学影像数据的处理提供参考。
影像数据用北京森淼鑫公司生产的星高钛３ＤＶ．Ｃ录像解析系统进行解析处理，幅打点（输１０隔即出频率１０ｚ，０Ｈ）分别用三种滤波方法进行平滑。再与用三种滤波方法处理后的结果进行比较。比较其差异性。把用各种处理完后的数据用Ｅｃｌ０３ＳＳｘｅ２０、ＰＳ１．做统计处理。７０２２３参考标准．．把采集频率为２０ｚ的图像，Ａｄｂｈｔｓｏ０Ｈ用ｏｅＰｏｈｐｏ
王克权周继和杨安，，
（．１兴义民族师范学院体育系，贵州兴义５２０２成都体育学院，６４０；．四川成都６０４）１０１
摘要：由于不同的数字滤波法对运动生物力学影像数据平滑的效果不同，因此通过采集具有代表性的三种运动学数据为研究对象，分别采用优化低通滤波、低通滤波和无限脉冲滤波进行处理，比较三种滤波方法的效果，以期为运动生物力学影像数据处理提供参考。
ｔｒａｄｉｆｎｔｍｐｓｌｅｒｅｐｅｔｖｌｄｐｅｏｐｏｅｓｔｅｄｔｅｎｎｉｅｉｕｌｅｆｔｒａｅｒｓｃｉｅｙａｏｔｄｔｒｃｓｈａａ．Ｔｈｅｅｄｆｅｅｆｅｔｆｔｅｔｒｅｆｌｅｉｉｉｎｔｉｆｒｎｔｅｆｃｓｏｈｅｔｒｎｇｈｈｉｍｅｈｄｒｏａｅｏｐｏｉｅｒｆｒｎｃｏｒｃｓｉｇｓｏｔｏｃｎｉａｍａｅｄａａｔｏｓａｅｃｍｐｒｄｔｒｖｄｅｅｅｅｆｒｐｏｅｓｎｐｒｓｂｉｍｅｈａｃｌｉｇｔ．Ｋｅｒｓ：ｉｍａｉａａ，１Ｗ —ｐｓｌｅ，ｓｏｈｎｆｅｔｙｗｏｄｋｎｅｔｃｄｔＯａｓｆｔｒｍｏｔｉｇｅｃｉＣＬＣｕｅＧ０．２ｎｍｂｒ：８４６ＤｏｕｅｔｃｄＡｃｍｎｏｅ：ＡｒｉｌＤ：０１ｔｃｅＩ１０ — １４（００）Ｏｃ６ —＿Ｉ５２１ｌ —＿Ｉ５ｃｏ４

数字信号处理中的滤波算法比较

数字信号处理中的滤波算法比较数字信号处理在现代通讯、音频、图像领域被广泛应用，而滤波技术则是数字信号处理中最核心和关键的技术之一。

随着新一代数字信号处理技术的发展，各种高效、高精度的数字滤波算法层出不穷，其中经典的滤波算法有FIR滤波器和IIR 滤波器。

下面将对它们进行比较分析。

一、FIR滤波器FIR滤波器是一种实现数字滤波的常用方法，它采用有限长冲激响应技术进行滤波。

FIR滤波器的主要特点是线性相位和稳定性。

在实际应用中，FIR滤波器常用于低通滤波、高通滤波和带通滤波。

优点：1. 稳定性好。

FIR滤波器没有反馈环，不存在极点，可以保证系统的稳定性。

2. 线性相位。

FIR滤波器的相位响应是线性的，可达到非常严格的线性相位要求。

3. 不会引起振荡。

FIR滤波器的频率响应是光滑的，不会引起振荡。

缺点：1. 会引入延迟。

由于FIR滤波器的冲击响应是有限长的，所以它的输出需要等待整个冲击响应的结束，这就会引入一定的延迟时间，造成信号的延迟。

2. 对于大的滤波器阶数，计算量较大。

二、IIR滤波器IIR滤波器是一种有反馈的数字滤波器，在数字信号处理中得到广泛的应用。

IIR滤波器可以是无限长冲激响应（IIR）或者是有限长冲激响应（FIR）滤波器。

IIR滤波器在实际应用中，可以用于数字滤波、频率分析、系统建模等。

优点：1. 滤波器阶数较低。

IIR滤波器可以用较低的阶数实现同等的滤波效果。

2. 频率响应的切变特性好。

IIR滤波器的特性函数是有极点和零点的，这些极点和零点的位置可以调整滤波器的频率响应，进而控制滤波器的切变特性。

3. 运算速度快。

由于IIR滤波器的计算形式简单，所以在数字信号处理中的运算速度通常比FIR滤波器快。

缺点：1. 稳定性问题。

由于IIR滤波器采用了反馈结构，存在稳定性问题，当滤波器的极点分布位置不合适时，就容易产生不稳定的结果。

2. 失真问题。

与FIR滤波器不同，IIR滤波器的输出会被反馈到滤波器的输入端，这就可能导致失真问题。

滤波器设计中的滤波器阻带和通带的数字滤波器和模拟滤波器的比较分析

滤波器设计中的滤波器阻带和通带的数字滤波器和模拟滤波器的比较分析滤波器是一种能够选择性地通过某些频率信号而抑制其他频率信号的电子器件。

在信号处理及通信系统中，滤波器起到了至关重要的作用。

滤波器通常分为数字滤波器和模拟滤波器，它们在滤波器阻带和通带等方面有着不同的特点，本文将对其进行比较分析。

一、数字滤波器的滤波器阻带和通带数字滤波器通过数字信号的处理来实现滤波功能。

它使用数字信号的采样值作为输入，并对其进行离散处理。

数字滤波器的滤波器阻带和通带受到离散信号的采样频率以及数字信号表示的位数的限制。

数字滤波器的通带指的是滤波器能够完全通过信号的频率范围。

通常情况下，数字滤波器对于低频信号的通过效果较好，对于高频信号存在一定的误差。

此外，数字滤波器的通带带宽可调节，可以根据实际应用需求进行灵活选择。

数字滤波器的阻带指的是滤波器能够抑制信号的频率范围。

阻带的宽度取决于数字滤波器的设计参数，比如滤波器的阻带截止频率以及滤波器的阻带衰减等。

二、模拟滤波器的滤波器阻带和通带模拟滤波器通过连续信号的处理来实现滤波功能。

它使用连续信号的采样值作为输入，并对其进行连续处理。

模拟滤波器的滤波器阻带和通带受到连续信号的频率范围以及模拟信号的特性的限制。

模拟滤波器的通带和阻带与数字滤波器具有相似的概念。

通带指的是滤波器能够完全通过信号的频率范围，而阻带指的是滤波器能够抑制信号的频率范围。

模拟滤波器的通带和阻带的宽度也是可以调节的，通过改变滤波器的设计参数来实现。

然而，模拟滤波器与数字滤波器相比，其通带和阻带在频率范围、带宽选择以及精度等方面存在一些区别。

模拟滤波器通常可以处理更高的频率范围，因为其输入和输出信号是连续的。

而数字滤波器由于需要对信号进行离散处理，通常只能处理有限的频率范围。

此外，模拟滤波器在带宽选择和精度方面具有更大的自由度，可以根据具体应用需求来进行调整。

三、数字滤波器与模拟滤波器的比较分析从上述描述可以看出，数字滤波器和模拟滤波器在滤波器阻带和通带方面具有一些共同点，也存在一些差异。

用于称重仪表的几种数字滤波算法

△Y 一一两次采样所允许的最大偏差。这种滤波算法主要用于变化比较缓慢的参数, 对滤去脉冲性干扰也是十分有效的。编程时, △Y 为已知数, 戮一Yk-1为上次采样值已予以保存, 本次采样后, 计算机只要进行比较就可以确定真正输入计算机的采样值,以后将K次采样值存人Yk-1次采样值所在的内存单元保存, 以备下次使用。这种滤波方法的关键是择取△Y , △Y 太大易使干扰信号串人, △Y 太小又可能滤去有用信号。因此, △Y 必须选择妥当, 一般可根据经验数据和由实验方法来获得。
这种滤波算法主要用于变化比较缓慢的参数, 对滤去脉冲性干扰也是十分有效的。编程时, △Y 为已知数, 戮一为上次采样值已予以保存, 本次采样后, 计算机只要进行比较就可以确定真正输入计算机的采样值,以后将次采样值存人第一次采样值所在的内存单元保存, 以备下次使用。这种滤波方法的关键是择取△Y , △Y 太大易使干扰信号串人, △Y 太小又可能滤去有用信号。因此, △Y 必须选择妥当, 一般可根据经验数据和由实验方法来获得。
二、平滑滤波算法主要用于消除附在信号上的白噪声。叠加在有用数据上的随机噪声, 在很多情况下可以近似地认为是白噪声。因为白噪声一个重要的统计特性即其统计平均值为零, 所以常采用求平均值的方法来消除随机误差。常用的平滑滤波法有两种, 即算术平均滤波法和数据平滑法。
以上从六个方面分析了称重仪表中常用的数字称重滤波算法, 实际应用中可根据情况选择其中一种或几种滤波算法的组合, 对采集信号实现数字滤波。当然, 数字滤波方法还有很多, 如维纳滤波法、自适应滤波法等, 因篇幅所限, 在此就不一一列举了
一、程序判断滤波算法当采样信号因随机干扰和误检而引起严重失真时, 可以采用程序判断滤波法。这种滤波法就是将两次相邻的采样值相减, 求出其增量, 然后与两次采样允许的最大差值视被控对象实际情况而定△Y 进行比较, 如小于或等于△Y , 则取本次采样值如大于△Y ,则仍取上次采样值作为本次采样值。

滤波器设计中的数字滤波器和模拟滤波器的比较

滤波器设计中的数字滤波器和模拟滤波器的比较在信号处理和电子工程领域中，滤波器是非常重要的一类设备。

滤波器的作用是去除信号中的杂散成分，使得输出信号更接近于所期望的信号。

根据滤波器的工作原理和实现方式的不同，可以将滤波器分为数字滤波器和模拟滤波器两种类型。

本文将对这两种类型的滤波器进行比较和分析。

一、数字滤波器数字滤波器是基于数字信号处理的原理设计和实现的。

它将连续时间信号转换为离散时间信号，并利用数字信号处理算法来处理信号。

数字滤波器的主要特点如下：1. 数字化处理：数字滤波器将信号进行采样，将连续信号转换为离散信号。

这种数字化的处理方式能够使得滤波器具备更高的灵活性和可调性。

2. 稳定性：数字滤波器具有较好的稳定性，能够在无失真的情况下处理信号。

而且数字滤波器易于实现自适应滤波算法，能够对输入信号的变化做出及时的响应。

3. 精确性：数字滤波器的处理过程是以数字化精度为基础的，因此可以实现较高的精确性。

通过调整数字滤波器的采样频率和滤波算法，可以实现更精细的滤波效果。

4. 实时性：由于数字滤波器的工作是基于离散时间信号的处理，所以数字滤波器具备较高的实时性能。

这使得数字滤波器广泛应用于实时信号处理和通信系统中。

二、模拟滤波器模拟滤波器是基于电路和模拟信号处理的原理设计和实现的。

它通过电子元器件来实现信号处理和滤波的功能。

模拟滤波器的主要特点如下：1. 连续处理：模拟滤波器通过连续时间信号传输和处理来实现信号滤波。

这种连续处理的方式能够使得模拟滤波器具备更高的带宽和动态范围。

2. 近似性：对于非常复杂的滤波算法，模拟滤波器可以提供较好的近似性能。

模拟滤波器能够较好地对信号进行平滑和抑制噪声等处理，适用于一些对滤波效果要求较高的应用场景。

3. 廉价性：由于模拟滤波器是基于电路的设计和实现，因此相对来说成本更低。

这使得模拟滤波器在某些应用中具有优势，比如对于信号干扰要求较高的环境。

4. 实现复杂度：模拟滤波器的设计和实现过程相对复杂，需要考虑电路的稳定性、元器件的性能和参数等因素。

数据处理中的几种常用数字滤波算法

加权均值滤波是对采样序列｛Ti｝\ i = 0—I 中的数据通过｛Ci｝\ i = 0—I 序列加权并求和后，再取其平均值作为结果。如式（5）所示：
I
I
T = 1 / ! Ci·! TiCi
i=0
i=0
5. 众数滤波
（5）

众数是数理统计中常用的一种数据处理办法，
它要求对大量的数据进行处理，以前由于计算机的
1s 的温度数据的时间序列｛Ti ｝I i = 0—n，T0 为第 0s 采集的温度值，Ti 为第 is 采集的温度值。下面介绍如何应用几种不同滤波算法来计算结果温度 T。
理，去掉原始数据中掺杂的噪声数据，获得最具有代
1. 程序判断滤波
表性的数据集合。
当采样信号由于随机干扰、误检测或变送器不
数据采样是一种通过间接方法取得事物状态的稳定引起严重失真时，可采用程序判断滤波算法，该
滤波、众数滤波、一阶滞后滤波、移动滤波、复合滤波等。
在仪表自动化工作中，经常需要对大量的数据
假设我们采用前端仪表采集了一组采样周期为
进行处理，这些数据往往是一个时间序列或空间序列，这时常会用到数字滤波技术对数据进行预处理。数字滤波是指利用数学的方法对原始数据进行处
的近似值。
T = Tmin +（ I - 1）> L +（ GI - GI - 1）（/ 2 > GI -
GI - 1 - GI + 1），下限公式
（6）
T = Tmin + I > L -（ GI - GI + 1）（/ 2 > GI - GI - 1
- GI + 1），上限公式

常用数字滤波方法简介

常用数字滤波方法简介陈翀【摘要】在微机控制系统中,由模拟量输入通道输入的过程参数有线性的,也有非线性的,而且往往携带了过程通道中可能产生的各种干扰,常常不能直接用于运算.必须根据系统要求对采样数据进行处理.这些数据的处理主要包括数字滤波、线性化处理及工程量转换等.本文就普遍采用的数字滤波的方法进行介绍.【期刊名称】《家电科技》【年(卷),期】2015(000)005【总页数】3页(P80-82)【关键词】采样信号;程序;数字滤波【作者】陈翀【作者单位】珠海格力电器股份有限公司广东珠海519070【正文语种】中文1 数字滤波的优点数字滤波实质是一种程序滤波，即通过一定的计算程序，对采样信号进行平滑加工，减少干扰在有用信号中的比重。

与模拟滤波器相比，数字滤波器有以下优点：（1）无需增加硬设备，且可多通道共享一个滤波器（多通道共同调用一个滤波子程序）。

从而降低了成本。

（2）由于不用硬设备，各回路间不存在阻抗匹配等问题，故可靠性高、稳定性好。

（3）可以对频率很低的信号（如0.01Hz）进行滤波，这是模拟滤波器做不到的。

（4）可根据需要选择不同的滤波方法或改变滤波参数，使用方便、灵活。

由于以上优点，数字滤波在微机控制系统中得到了广泛应用。

2 常用的数字滤波方法数字滤波的方法有很多，实际工程应用中，可根据采样信号的特点进行选择。

2.1 程序判断滤波程序判断滤波是根据输入信号的特点，确定出两次采样输入信号可能出现的最大偏差。

若超过此偏差，则表明输入信号是干扰信号，应该去掉；如果小于此偏差值，可将信号作为本次采样值。

程序判断滤波又可分为限幅和限速两种。

2.1.1 限幅滤波限幅滤波的做法是把两次相邻的采样值相减，求出其增量（以绝对值表示），然后与两次采样允许的最大差值（由被控对象的实际情况决定）△Y进行比较，若小于或等于△Y，则本次采样值有效，若大于△Y，则仍取上次采样值作为本次采样值，程序流程如图1。

其中Y(K)为第K次采样值，Y(K-1)为为第K-1次采样值，△Y 为相邻两次采样值所允许的最大偏差，其大小取决于采样周期及Y值的变化动态响应。

数字与模拟滤波器的比较以及怎样设计数字滤波器

滤波器设计汇报1.1滤波器基本知识滤波器，总的来说可以分为经典滤波器和现代滤波器，这里我们主要讲的是经典滤波器，经典滤波器即假定输入信号()x n 中有用成分和希望除去的成分各自占有不同的频带，那么输入信号通过滤波器后就可以将想去除的成分有效的过滤掉。

经典滤波器按通频带分类可以分为低通（LP ）、高通（HP ）、带通（BP ）、带阻（BS ），按处理信号类型可以分为模拟滤波器和数字滤波器。

图（a ）、（b ）给出模拟及数字四种滤波器的理想幅频响应图(a)模拟滤波器的四种类型图（b ）数字滤波器的四种类型滤波器的作用即可以使信号中特定的频率成分通过，而极大地衰减其它频率成分，其作用是对输入信号起到滤波的作用。

例如下图(c)是LSI 系统(线性移不变离散时间系统)系统时域输入输出关系：若()x n ，()y n 的傅里叶变换存在，则输入输出的频域关系是：()()()j j j Y e X e H e ωωω=假定()j X e ω，()j H e ω，那么输出如下图（d ）所示图（d ）数字低通滤波原理图通过图（d ）我们可以来看出x(n)通过系统h(n)的结果是使输出y(n)中不再含有的频率成分，而使的成分“不失真”地给以通过。

因此设计出不同形状的可以得到不同的滤波结果。

1.2滤波器的技术指标图（d ）实际上是一理想的低通数字滤波器，使信号在通带内无衰减的完全通过，在阻带内信号均衰减为零，这种理想滤波器在物理上是不可能实现的，因为从一个频率带到另一个频率带不能实现突变，因此在实际中，我们设计的滤波器都是对理想滤波器的近似或逼近，这样就可以保证了物理可实现，且是稳定的。

滤波器设计过程中我们要求在通带内使信号受到很小的衰减而通过；在通带与阻带之间的一段过渡带使信号受到不同程度的衰减；在阻带内使信号受到很大的衰减从而起到抑制作用。

因此设计滤波器时结合给出滤波器的技术指标来设定，模拟低通滤波器的技术指标p α，s α，p Ω，s Ω。

IIR滤波器和FIR滤波器的区别与联系

IIR滤波器和FIR滤波器的区别与联系1.两种滤波器都是数字滤波器。

根据冲激响应的不同，将数字滤波器分为有限冲激响应（FIR）滤波器和无限冲激响应（IIR）滤波器。

对于FIR滤波器，冲激响应在有限时间内衰减为零，其输出仅取决于当前和过去的输入信号值。

对于IIR滤波器，冲激响应理论上应会无限持续，其输出不仅取决于当前和过去的输入信号值，也取决于过去的信号输出值。

2.FIR：有限脉冲响应滤波器。

有限说明其脉冲响应是有限的。

与IIR相比，它具有线性相位、容易设计的优点。

这也就说明，IIR滤波器具有相位不线性，不容易设计的缺点。

而另一方面，IIR却拥有FIR所不具有的缺点，那就是设计同样参数的滤波器，FIR比IIR需要更多的参数。

这也就说明，要增加DSP 的计算量。

DSP需要更多的计算时间，对DSP的实时性有影响。

以下都是低通滤波器的设计。

FIR的设计：FIR滤波器的设计比较简单，就是要设计一个数字滤波器去逼近一个理想的低通滤波器。

通常这个理想的低通滤波器在频域上是一个矩形窗。

根据傅里叶变换我们可以知道，此函数在时域上是一个采样函数。

通常此函数的表达式为：sa（n）＝sin（n∩）/n∏，但是这个采样序列是无限的，计算机是无法对它进行计算的。

故我们需要对此采样函数进行截断处理。

也就是加一个窗函数。

就是传说中的加窗。

也就是把这个时域采样序列去乘一个窗函数，就把这个无限的时域采样序列截成了有限个序列值。

但是加窗后对此采样序列的频域也产生了影响：此时的频域便不在是一个理想的矩形窗，而是成了一个有过渡带，阻带有波动的低通滤波器。

通常根据所加的窗函数的不同，对采样信号加窗后，在频域所得的低通滤波器的阻带衰减也不同。

通常我们就是根据此阻带衰减去选择一个合适的窗函数。

如矩形窗、汉宁窗、汉明窗、BLACKMAN窗、凯撒窗等。

选择一个具体的窗函数之后，根据所设计滤波器的参数来计算所需的阶数、此窗函数的表达式。

然后用这个窗函数去和采样序列相乘，就可以得到实际滤波器的脉冲响应。

数字滤波的优点及10种常用数字滤波方法比较【可修改文字】

可编辑修改精选全文完整版数字滤波的优点及10 种常用数字滤波方法比较在微机控制系统的模拟输入信号中，一般均含有各种噪声和干扰，他们来自被测信号源本身、传感器、外界干扰等。

为了进行准确测量和控制，必须消除被测信号中的噪声和干扰。

噪声有2 大类：(1)周期性的信号，其典型代表为50Hz 的工频干扰，对于这类信号，采用积分时间等于20ms 整倍数的双积分A/D 转换器，可有效地消除其影响；(2)非周期的不规则随机信号，对于随机干扰，可以用数字滤波方法予以削弱或滤除。

所谓数字滤波，就是通过一定的计算或判断程序减少干扰信号在有用信号中的比重，因此他实际上是一个程序滤波。

数字滤波器克服了模拟滤波器的许多不足，他与模拟滤波器相比有以下优点：(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，具有灵活、方便、功能强的特点。

10 种数字滤波方法1、限副滤波方法：根据经验判断，确定两次采样允许的最大偏差值（设为A），每次检测到新值时判断：如果本次值与上次值之差A,则本次值无效，放弃本次值，用上次值代替本次值优点：能有效克服因偶然因素引起的脉冲干扰。

缺点：无法抑制那种周期性的干扰，平滑度差。

2、中位值滤波法方法：连续采样N 次（N 取奇数），把N 次采样值按大小排列，取中间值为本次有效值。

优点：能有效克服因偶然因素引起的波动干扰，对温度、液位的变化缓慢的被测参数有良好的滤波效果。

缺点：对流量、速度等快速变化的参数不宜。

3、算术平均滤波法方法：连续取N 个采样值进行算术平均运算。

N 值较大时：信号平滑度较高，但灵敏度较低;N 值较小时：信号平滑度较低，但灵敏度较高。

数字滤波器与模拟滤波器的对比

数字滤波器与模拟滤波器的对比在信号处理领域，滤波器是一种常见的工具，用于改变信号的频率特性。

数字滤波器和模拟滤波器是两种常见的滤波器类型，各自具有一些优缺点。

本文将对数字滤波器和模拟滤波器进行对比，以便更好地了解它们在实际应用中的差异。

1. 工作原理数字滤波器是基于数字信号处理的理论原理设计的。

它将输入信号离散化，并对其进行采样和量化操作。

数字滤波器一般由差分方程或变换函数来描述，利用数学运算对离散信号进行滤波处理。

模拟滤波器则是基于模拟电子电路理论设计的。

它直接对连续时间域的信号进行处理，通常使用电阻、电容和电感等元件构成的电路来实现滤波功能。

2. 设计灵活性数字滤波器在设计上具有较高的灵活性。

由于数字滤波器可以通过不同的算法和参数来实现，因此可以根据需要进行各种滤波器类型的设计，如低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等。

此外，数字滤波器的设计过程可以使用计算机辅助工具进行，使得设计过程更加快捷和灵活。

相比之下，模拟滤波器的设计较为受限。

由于模拟电路的约束，不同类型的模拟滤波器需要选择不同的电子元件组成，因此其设计灵活性较低。

3. 抗干扰能力数字滤波器在信号处理中具有较好的抗干扰能力。

由于数字滤波器对信号进行了离散化和量化操作，使得对于干扰信号的处理更容易。

此外，数字滤波器可以通过调整滤波器参数来改善滤波性能，提高抗干扰能力。

相比之下，模拟滤波器的抗干扰能力较差。

由于模拟滤波器对信号进行连续处理，其受到干扰信号的影响更大，难以对其进行有效的抑制和滤除。

4. 实现复杂性数字滤波器的实现相对简单，可以使用专门的数字信号处理器（DSP）或者通用计算机来实现。

由于数字滤波器是基于算法的方式进行设计和实现的，因此对于复杂滤波算法的实现，数字滤波器更为适用。

相比之下，模拟滤波器的实现相对复杂。

它需要使用传统的电子元件构成电路，并且对于某些复杂的滤波算法无法直接实现。

5. 频率响应数字滤波器的频率响应是通过数字信号处理方法得到的离散频率响应曲线。

各种数字滤波的比较

各种数字滤波的比较
滤波效果：一般来说，对于变化比较慢的参数，如温度，可选用程序滤波及一介滞后滤波方法。

对那些变化比较快的脉冲参数，如压力流量等，则可选择算数平均和加权平均滤波法，优选加权平均滤波法。

至于要求比较高的系统，需要用复合滤波法。

滤波时间：在考虑滤波效果的前提下，应尽量采用执行时间较短的程序，若控制系统允许，则可采用效果更好的复合滤波程序。

手动后源在什么情况下使用
手动后源是控制系统中的一个环节，对于连续工作的系统，当自动调节出现问题时，可暂时用手动的办法维持工作，待问题解决后，再恢复自动控制，保证工作的连续性。

在手动与自动之间进行切换时要求尽量平稳，最好是无扰动切换。

积分饱和是如何产生的？
若系统存在一个方向的偏差，控制器的输出由于积分器作用的不断累加而加大，从而导致U(k)达到极限位置。

此后控制器的输出继续增大，U(k)也不会再增大，即系统输出超出正常运行范围而进入了饱和区。

一旦出现反向偏差，U(k)逐渐从饱和区退出此段时间内，执行机构仍停留在极限位置而不能随着偏差反向立即作出相应的改变，这是系统就像失去控制一样，造成控制性恶化。

这种现象称为积分饱和现象。

微分作用的特点
微分作用反映系统偏差信号的变化率，具有预见性，能预见偏差变化
的趋势，因此能产生超前的控制作用，在偏差出现前已被消除，并且具有抑制系统振荡的作用，可以改善系统的动态性能。

写出数字滤波的几种常用方法(一)

写出数字滤波的几种常用方法(一)数字滤波的几种常用方法引言数字滤波是一种信号处理技术，通过对信号进行处理，减少其噪声和干扰，并提升信号的质量和可靠性。

本文将介绍数字滤波的几种常用方法，包括： 1. 移动平均滤波 2. 中值滤波 3. 加权递推平均滤波 4. IIR滤波器 5. FIR滤波器1. 移动平均滤波移动平均滤波是一种简单而有效的滤波方法，通过计算窗口内数据的平均值来平滑信号。

该方法适用于平稳的信号，并且能够保留信号的整体趋势。

移动平均滤波的步骤如下： - 选择一个窗口大小，通常为奇数，例如5或9。

- 将窗口内的数据求平均值，并将该平均值替换窗口中心的数据点。

- 窗口向前移动一个位置，重复以上步骤，直到滤波完成。

2. 中值滤波中值滤波是一种非线性滤波方法，通过用窗口内的中间值来替换窗口中心的数据点，以抑制噪声和异常值的影响。

中值滤波的步骤如下： - 选择一个窗口大小，通常为奇数，例如3或5。

- 将窗口内的数据排序，并取中间值作为窗口中心的新数值。

- 窗口向前移动一个位置，重复以上步骤，直到滤波完成。

3. 加权递推平均滤波加权递推平均滤波是一种基于加权平均的滤波方法，通过给窗口内的数据点赋予不同的权重来进行滤波。

该方法对于快速变化的信号具有较好的滤波效果。

加权递推平均滤波的步骤如下： - 选择一个窗口大小，通常为奇数，例如3或5。

- 给窗口内的每个数据点赋予一个权重，权重可以根据具体的应用场景进行选择。

- 将窗口内的数据点乘以相应的权重，并计算加权平均值。

- 将加权平均值替换窗口中心的数据点。

- 窗口向前移动一个位置，重复以上步骤，直到滤波完成。

4. IIR滤波器IIR滤波器是一种基于递归差分方程的滤波方法，通过计算输入信号和输出信号的差分来进行滤波。

该方法具有较高的滤波效果和较少的计算复杂度。

IIR滤波器的设计和参数选择较为复杂，可以采用著名的巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器等方法进行设计。

数字滤波器与模拟滤波器的比较

数字滤波器与模拟滤波器的比较在信号处理中，滤波器扮演着关键的角色。

数字滤波器和模拟滤波器是两种常见的滤波器类型。

它们在滤波器设计、应用和性能等方面存在不同之处。

本文将比较数字滤波器与模拟滤波器的几个关键方面，以便更好地理解它们的特点。

一、滤波器分类根据信号处理的方式，滤波器可以分为数字滤波器和模拟滤波器。

数字滤波器通过对离散时间信号进行采样和计算来实现滤波效果，而模拟滤波器则通过对连续时间信号进行电路或电子组件的处理来实现滤波效果。

二、工作原理数字滤波器和模拟滤波器的工作原理存在一定的差异。

数字滤波器将输入信号进行采样，并使用离散的数学运算方法对信号进行处理。

而模拟滤波器则通过电阻、电容、电感等元件对连续时间信号进行滤波。

三、设计和实现设计和实现数字滤波器相对简单且灵活。

通过对数字滤波器的差分方程进行设计，可以方便地调整滤波器的性能特点。

数字滤波器的设计通常使用MATLAB、Python等工具以及数字滤波器设计算法进行实现。

相比之下，模拟滤波器的设计相对复杂，需要精心布置电路，选取合适的元器件来实现理想的滤波特性。

这涉及到电路的设计与调试，对设计者的要求更高。

四、性能和精度数字滤波器在滤波性能和精度方面具有较大优势。

数字滤波器的设计可以提供更精确的频率响应，可以实现更高的滤波器阶数以及更高的停带抑制比。

而模拟滤波器的性能受到电子元件的限制，难以达到数字滤波器那样的高精度。

五、应用领域数字滤波器和模拟滤波器在不同领域有着广泛的应用。

数字滤波器广泛应用于数字通信、声音和图像处理等领域。

其优势在于处理速度快、稳定性高，并且可以方便地与计算机系统集成。

而模拟滤波器则主要用于模拟信号处理、音频放大器等方面，在音频和射频领域有着重要的应用。

六、适应性和灵活性数字滤波器的适应性和灵活性相对较强。

通过调整数字滤波器的参数和算法，可以实现各种不同的滤波特性。

而模拟滤波器的设计和调整相对困难，往往需要对电路进行重构或更换元件来实现不同的滤波效果。

FIR数字滤波器两种设计方法的比较

Science &Technology Vision 科技视界0前言FIR 滤波器能严格做到线性相位和群时延为常数,并且不会因为滤波运算的舍入误差而产生极限环振荡现象。

但它与IIR 滤波器相比存在需要较高节数和滤波过程时间较长的缺点。

常见的FIR 滤波器设计方法有窗函数法,频率采样法,和切比雪夫等波纹优化设计法。

本文将对窗函数法和切比雪夫等波纹优化设计法进行比较。

[1]1设计方法比较1.1窗函数法窗函数法的设计是在时域中进行的。

设理想滤波器的单位脉冲响应为h d (n ),则有:h d(e jω)=∞n=-∞∑h d(n )e -jnω(1-1)h d (n )=12ππ-π∫H d (e jω)e jnωdω(1-2)因而,一旦H d (e jω)给定,就可求得h d (n ),但这样求得的h d (n )一般是无限长,且是非因果的。

为了得到一个因果的有限长的滤波器h (n ),要使用一个窗口函数ω(n )对h d (n )进行加窗处理,即:h (n )=h d (n )ω(n )(1-3)因此选择窗口函数的形状和长度就成了窗口函数法的关键。

表1列出了6种窗函数基本参数的比较。

表16种窗函数基本参数的比较利用窗函数设计FIR 滤波器的过程可设计如下:1)利用式(1-2),由给定的滤波器的幅频响应参数求出理想的单位脉冲响应h d (n )。

2)按允许的过渡带宽度Δω及其阻带衰减A s =-201g δs ,选择合适的窗函数ω(n ),并估计节数N,N =A Δω,其中A 由窗函数的类型决定。

3)确定延时值α=N -12(滤波器的中心)。

4)求h (n )=h d (n )ω(n )。

5)必要时验算FIR 滤波器的频率响应。

1.2等波纹设计法我们所希望设计的滤波器幅度响应为H d (ω),实际逼近的幅度响应为H g (ω)。

线性相位FIR DF 根据单位抽样响应h (n )的奇偶对称性以及h (n )的长度N 的奇偶性,总共可以分为四种类型。

5_5_FIR与IIR数字滤波器的比较

数字信号处理
Digital Signal Processing
电子信息工程学院信号处理课程组
FIR数字滤波器设计
※ FIR数字滤波器引论 ※ 线性相位FIR滤波器特性 ※ 窗函数法设计FIR滤波器 ※ 频率取样法设计FIR滤波器 ※ FIR数字滤波器的优化设计 ※ FIR与IIR数字滤波器的比较
阶数6, Ap=1dB, As=50dB
0
10
Gain, dB Phase Response
-20
5
-40
-50
0Hale Waihona Puke -60-5 -80
-100
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Normalized frequency
-10
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Normalized frequency
FIR与IIR数字滤波器的比较
再由窗函数法、频率取样法或优化设计求出数字滤波器H(z)。
FIR与IIR数字滤波器的比较
➢ 阶数比较：设计满足下列指标的IIR数字滤波器和FIR数字滤波器，
Wp1=0.2p rad, Ws1=0.22p rad, Ws2=0.4p rad, Wp2=0.42p rad,
Ap ≤1dB, As ≥50dB，画出增益响应和相位响应，并加以对比。
➢ 阶数比较：设计满足下列指标的IIR数字滤波器和FIR数字滤波器，
Wp1=0.2p rad, Ws1=0.22p rad, Ws2=0.4p rad, Wp2=0.42p rad,
Ap ≤1dB, As ≥50dB，画出增益响应和相位响应，并加以对比。
FIR Hamming 窗

fir、iir数字滤波器的设计与实现

一、概述数字滤波器是数字信号处理中的重要部分，它可以对数字信号进行滤波、去噪、平滑等处理，广泛应用于通信、音频处理、图像处理等领域。

在数字滤波器中，fir和iir是两种常见的结构，它们各自具有不同的特点和适用场景。

本文将围绕fir和iir数字滤波器的设计与实现展开讨论，介绍它们的原理、设计方法和实际应用。

二、fir数字滤波器的设计与实现1. fir数字滤波器的原理fir数字滤波器是一种有限冲激响应滤波器，它的输出仅依赖于输入信号的有限个先前值。

fir数字滤波器的传递函数可以表示为：H(z) = b0 + b1 * z^(-1) + b2 * z^(-2) + ... + bn * z^(-n)其中，b0、b1、...、bn为滤波器的系数，n为滤波器的阶数。

fir数字滤波器的特点是稳定性好、易于设计、相位线性等。

2. fir数字滤波器的设计方法fir数字滤波器的设计通常采用频率采样法、窗函数法、最小均方误差法等。

其中，频率采样法是一种常用的设计方法，它可以通过指定频率响应的要求来确定fir数字滤波器的系数，然后利用离散傅立叶变换将频率响应转换为时域的脉冲响应。

3. fir数字滤波器的实现fir数字滤波器的实现通常采用直接型、级联型、并行型等结构。

其中，直接型fir数字滤波器是最简单的实现方式，它直接利用fir数字滤波器的时域脉冲响应进行卷积计算。

另外，还可以利用快速傅立叶变换等算法加速fir数字滤波器的实现。

三、iir数字滤波器的设计与实现1. iir数字滤波器的原理iir数字滤波器是一种无限冲激响应滤波器，它的输出不仅依赖于输入信号的有限个先前值，还依赖于输出信号的先前值。

iir数字滤波器的传递函数可以表示为：H(z) = (b0 + b1 * z^(-1) + b2 * z^(-2) + ... + bn * z^(-n)) / (1 +a1 * z^(-1) + a2 * z^(-2) + ... + am * z^(-m))其中，b0、b1、...、bn为前向系数，a1、a2、...、am为反馈系数，n为前向路径的阶数，m为反馈路径的阶数。

FIR数字滤波器两种设计方法的比较

FIR数字滤波器两种设计方法的比较耿玉茹【摘要】本文讨论了窗函数法和一种基于切比雪夫等波纹逼近准则的FIR数字滤波器的最优化设计方法.通过MATLAB对这两种FIR数字滤波器的设计结果进行仿真比较,发现在同样阶数下,等波纹优化设计具有通带和阻带平坦,过渡带窄的优点.【期刊名称】《科技视界》【年(卷),期】2013(000)016【总页数】2页(P7-8)【关键词】FIR数字滤波器;窗函数;等波纹滤波器【作者】耿玉茹【作者单位】成都工业学院电气与电子工程系,四川成都610031【正文语种】中文0 前言FIR滤波器能严格做到线性相位和群时延为常数，并且不会因为滤波运算的舍入误差而产生极限环振荡现象。

但它与IIR滤波器相比存在需要较高节数和滤波过程时间较长的缺点。

常见的FIR滤波器设计方法有窗函数法，频率采样法，和切比雪夫等波纹优化设计法。

本文将对窗函数法和切比雪夫等波纹优化设计法进行比较。

[1] 1 设计方法比较1.1 窗函数法窗函数法的设计是在时域中进行的。

设理想滤波器的单位脉冲响应为 hd（n），则有：因而，一旦 Hd（ejω）给定，就可求得 hd（n），但这样求得的 hd（n）一般是无限长，且是非因果的。

为了得到一个因果的有限长的滤波器h（n），要使用一个窗口函数ω（n）对 hd（n）进行加窗处理，即：因此选择窗口函数的形状和长度就成了窗口函数法的关键。

表1列出了6种窗函数基本参数的比较。

表1 6种窗函数基本参数的比较?利用窗函数设计FIR滤波器的过程可设计如下：1）利用式（1-2），由给定的滤波器的幅频响应参数求出理想的单位脉冲响应 hd （n）。

2）按允许的过渡带宽度Δω及其阻带衰减As=-201gδs，选择合适的窗函数ω（n），并估计节数，其中A由窗函数的类型决定。

3）确定延时值（滤波器的中心）。

4）求h（n）=hd（n）ω（n）。

5）必要时验算FIR滤波器的频率响应。

1.2 等波纹设计法我们所希望设计的滤波器幅度响应为Hd（ω），实际逼近的幅度响应为Hg （ω）。