我在理解如何使用傅里叶变换方法来确定 FIR 滤波器时遇到一些问题。
据我了解,您首先要对您想要的特定滤波器设计使用理想的脉冲响应。这些在此表中给出
由于理想的脉冲响应包含无限的脉冲,我们将无限截断为有限的数字, (这是如何完成的令人困惑)。
但我的问题是如何预先确定过滤器的顺序,而不必随机尝试,使用这种方法?
我在理解如何使用傅里叶变换方法来确定 FIR 滤波器时遇到一些问题。
据我了解,您首先要对您想要的特定滤波器设计使用理想的脉冲响应。这些在此表中给出
由于理想的脉冲响应包含无限的脉冲,我们将无限截断为有限的数字, (这是如何完成的令人困惑)。
但我的问题是如何预先确定过滤器的顺序,而不必随机尝试,使用这种方法?
一些论文提供了滤波器长度(和系数量化)的经验法则,例如:
我通常在讲座中使用的那个是从第二篇论文中借来的,用于具有以下设计的低通滤波器:
然后,估计的过滤器长度(显然为你)是,采样频率:
滤波器的三个主要特性受滤波器长度的影响
不幸的是,没有任何公式可以说明窗口的长度和使用的窗口类型如何影响过滤器的所有这三个方面。因此,您可能需要增加滤波器长度以满足通带纹波要求,但它可能无法满足您所需的衰减和/或滚降要求,因此您需要更长的滤波器。这需要通过反复试验来完成。
我相信 IEEE 中有一些文章在使用 Kaiser 窗口时给出了一些长度公式,但我手头没有参考资料。
甚至使用 Parks-McClellan 设计(Remez 交换)的长度公式也只是一种启发式方法,是在进行了大量实验后开发的。即使这些公式也可能失败,通常是在转角频率接近 0 Hz 或 Fs/2 时。大多数情况下,这些公式是一个很好的初步估计,您可能需要一些额外的系数来满足您的确切要求。使用 PM 算法的滤波器阶数估计是使用加窗滤波器设计技术对滤波器最小长度的一个很好的初步估计。
滤波器阶数越高,近似于某个原型的滤波器可能越陡峭或波纹越小(,,平滑''?)。因此,您将选择可行的最高阶。通常可以指定所需的顺序。常见的窗函数会抹掉波纹(平均它们)并使滤波器不那么陡峭。Windowing 和 Filtering 实际上是对偶的,您可以将窗口视为频域的低通滤波器。
您在设计一个滤波器时要记住您希望提取的所需频率。因此,通过设计这样的滤波器,您将消除不需要的频率。