互补 IIR 滤波器

信息处理 低通滤波器 无限脉冲响应 高通滤波器
2022-01-01 20:27:28

我想要一对互补的 IIR 滤波器(低通/高通)。通过互补,我的意思是,当两个滤波器的输出相加时,原始信号被恢复。我以为我可以用巴特沃斯滤波器构建这样的对,但使用一点数学,我发现只有一阶滤波器是互补的。我以为我以前做过,但我忘记了如何做。

我的数学有问题吗?有没有我忘记的简单解决方案?

谢谢!

2个回答

两个互补滤波器的频率响应为H2(ejθ)=1H1(ejθ), 或脉冲响应h2[n]=δ[n]h1[n].

对于 IIR 滤波器,H1(z)可以写成b0+b1z1+a0+a1z1+. 然后H2(z)应该是这样的(a0b0)+(a1b1)z1+a0+a1z1+.

所以非递归系数为H2现在(a0b0),(a1b1), 等等。

两个滤波器的递归系数相同。

Juancho 的回答是对的,但是有一个问题:低通的互补滤波器通常不是高通滤波器,至少在您正在寻找的意义上不是。例如,对 4 阶巴特沃斯低通滤波器的赞美根本不像 4 阶高通滤波器。它只有大约一半的陡度,达到 ca 的最大增益。+6 dB 低于交叉频率,然后缓慢接近高于交叉频率的单位增益。

唯一匹配的高通和低通滤波器是一阶滤波器。但是,您可以找到匹配的高阶滤波器,它们总和为单位增益,因此总和的整体传递函数是一个全通滤波器。这些是奇数阶巴特沃斯滤波器和偶数阶 Linkwitz Riley 滤波器。