FIR 滤波器的“转换宽度”是否与频率有关?

信息处理 有限脉冲响应 窗户
2022-02-22 04:46:37

我最近在复习一些 FIR 滤波器设计并正在浏览 Wikipedia 页面。文章中的一个声明引起了我的注意:

FIR 滤波器的主要缺点是,与具有相似锐度或选择性的 IIR 滤波器相比,通用处理器需要更多的计算能力,尤其是在需要低频(相对于采样率)截止时。然而,许多数字信号处理器提供专门的硬件功能,以使 FIR 滤波器在许多应用中的效率与 IIR 大致相同。

文章

现在引起我注意的是关于当指定相对于采样率的低截止频率(即低归一化截止频率)时需要更多计算的声明。

我的问题:这是真的吗?或者它只是一个写得很糟糕的陈述,假设您在使用低截止频率时需要急剧的过渡?

我一直认为 FIR 滤波器在尝试实现急剧转换时变得非常难以实现,而不是某些频率。我在这个假设上错了吗?

此外,这篇文章似乎证实了脉冲响应的衰减率与选择的截止频率无关。因此,假设脉冲响应具有恒定的衰减率,那么无论截止频率如何,固定长度的 FIR 滤波器不应该同样好(或坏)吗?

1个回答

你是对的:所需的滤波器阶数与所需的转换带宽大致成反比Δω,与截止频率无关。这反映在用于估计 Kaiser 窗口设计方法以及 Parks McClellan 低通滤波器等波纹设计所需滤波器阶数的经验公式中:

(7.63)M=20log10δ82.285Δω(Kaiser Window)(7.104)M=10log10(δ1δ2)132.324Δω(Parks McClellan)

在哪里δ是最大允许近似误差 (Kaiser),并且δ1δ2分别是最大通带和阻带误差(Parks McClellan)。

上面的方程编号取自Oppenheim, Schafer, Buck, 第 2 版的《离散时间信号处理》一书。