Цифровой фильтр

Цифровой фильтр — в электронике любой фильтр, обрабатывающий цифровой сигнал с целью выделения и/или подавления определённых частот этого сигнала. В отличие от цифрового аналоговый фильтр имеет дело с аналоговым сигналом, его свойства недискретны, соответственно передаточная функция зависит от внутренних свойств составляющих его элементов.

Содержание

Применения

Цифровые фильтры на сегодняшний день применяются практически везде, где требуется обработка сигналов, в частности в спектральном анализе, обработке изображений, обработке видео, обработке речи и звука и многих других приложениях.

Преимущества и недостатки

Преимуществами цифровых фильтров перед аналоговыми являются:

  • Высокая точность (точность аналоговых фильтров ограничена допусками на элементы).
  • В отличие от аналогового фильтра передаточная функция не зависит от дрейфа характеристик элементов.
  • Гибкость настройки, лёгкость изменения.

Недостатки

Недостатками цифровых фильтров перед аналоговыми являются:

  • Трудность работать с высокочастотными сигналами. Полоса частот ограничена частотой Найквиста, равной половине частоты дискретизации сигнала. Поэтому для высокочастотных сигналов применяют аналоговые фильтры, либо, если на высоких частотах нет полезного сигнала, сначала подавляют высокочастотные составляющие с помощью аналогового фильтра, затем обрабатывают сигнал цифровым фильтром.
  • Трудность работы в реальном времени — вычисления должны быть завершены в течение периода дискретизации.

Виды цифровых фильтров

КИХ-фильтры

БИХ-фильтры

Фильтры на основе модели пространства состояний

Способы реализации цифровых фильтров

Различают два вида реализации цифрового фильтра: аппаратный и программный. Аппаратные цифровые фильтры реализуются на элементах интегральных схем, тогда как программные реализуются с помощью программ, выполняемых процессором или микроконтроллером. Преимуществом программных перед аппаратным является лёгкость воплощения, а также настройки и изменений, а также то, что в себестоимость такого фильтра входит только труд программиста. Недостаток — низкая скорость, зависящая от быстродействия процессора, а также трудная реализуемость цифровых фильтров высокого порядка.

Библиография

  • L.R. Rabiner and R.W. Schafer, Digital Processing of Speech Signals, Prentice-Hall, 1978.
  • S. Haykin, Adaptive Filter Theory, 3rd Edition, Prentice-Hall, 1996.
  • Steven W. Smith, The Scientist and Engineer’s Guide to Digital Signal Processing, Second Edition, 1999, California Technical Publishing
  • Хемминг Р.В. Цифровые фильтры. — М. :Советское радио. 1980.

Внешние ссылки

См. также

 
Начальная страница  » 
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ы Э Ю Я
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Home