[導(dǎo)讀]本文來(lái)源于面包板社區(qū)數(shù)字濾波器在信號(hào)處理領(lǐng)域中，對(duì)于信號(hào)處理的實(shí)時(shí)性、快速性的要求越來(lái)越高。而在許多信息處理過(guò)程中，如對(duì)信號(hào)的過(guò)濾、檢測(cè)、預(yù)測(cè)等，都要廣泛地用到濾波器。其中數(shù)字濾波器具有穩(wěn)定性高、精度高、設(shè)計(jì)靈活、實(shí)現(xiàn)方便等許多突出的優(yōu)點(diǎn)，避免了模擬濾波器所無(wú)法克服的電壓漂移、溫...
本文來(lái)源于面包板社區(qū)
數(shù)字濾波器
在信號(hào)處理領(lǐng)域中，對(duì)于信號(hào)處理的實(shí)時(shí)性、快速性的要求越來(lái)越高。而在許多信息處理過(guò)程中，如對(duì)信號(hào)的過(guò)濾、檢測(cè)、預(yù)測(cè)等，都要廣泛地用到濾波器。
其中數(shù)字濾波器具有穩(wěn)定性高、精度高、設(shè)計(jì)靈活、實(shí)現(xiàn)方便等許多突出的優(yōu)點(diǎn)，避免了模擬濾波器所無(wú)法克服的電壓漂移、溫度漂移和噪聲等問(wèn)題，因而隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，用數(shù)字技術(shù)實(shí)現(xiàn)濾波器的功能越來(lái)越受到人們的注意和廣泛的應(yīng)用。其中有限沖激響應(yīng)(FIR)濾波器能在設(shè)計(jì)任意幅頻特性的同時(shí)保證嚴(yán)格的線(xiàn)性相位特性，在語(yǔ)音、數(shù)據(jù)傳輸中應(yīng)用非常廣泛。
在信號(hào)處理中，濾波器的設(shè)計(jì)是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。濾波器的作用是什么？濾波器的作用就是把噪音去掉，把感興趣的信號(hào)從大量信號(hào)中提取出來(lái)。
濾波器分兩大類(lèi)，一種是模擬(ANALOG)濾波器，另外一種是數(shù)字(DIGITAL)濾波器。模擬(ANALOG)濾波器是由模擬電路構(gòu)成，而數(shù)字(DIGITAL)濾波器是由數(shù)字處理集成電路模塊(DSP)和相應(yīng)的軟件構(gòu)成。
數(shù)字(DIGITAL)濾波器是可編程的，所以相對(duì)于模擬(ANALOG)濾波器有很多優(yōu)點(diǎn)。其中最大的優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)改變程序或改變程序變量就可設(shè)計(jì)出不同特點(diǎn)的濾波器，而且數(shù)字濾波器可以精確的處理低頻率信號(hào)。
前面我們提到，什么是濾波器？濾波器就是把噪音去掉，把感興趣的信號(hào)，或者說(shuō)我們感興趣的頻率信號(hào)，從大量信號(hào)中提取出來(lái)。這如果要用數(shù)學(xué)語(yǔ)言來(lái)表達(dá)，那么就是用一個(gè)期望的頻率特征函數(shù)H(f)去乘以輸入信號(hào)頻率X(f)。我們知道，輸入信號(hào)是有時(shí)間性的，它是隨著時(shí)間的改變而改變。就是說(shuō)信號(hào)是發(fā)生在時(shí)間空間(時(shí)空，TIME DOMAIN)里的，那么，“期望的頻率特征函數(shù)H(f)去乘以輸入信號(hào)頻率X(f)”這個(gè)數(shù)學(xué)表達(dá)在時(shí)間空間里是怎樣的一個(gè)表達(dá)式呢？根據(jù)傅立葉變換定律，“期望的頻率特征函數(shù)H(f)去乘以輸入信號(hào)頻率X(f)”在時(shí)間空間里就是“這個(gè)期望的頻率特征函數(shù)H(f)在時(shí)間空間里的表達(dá)式h(t)去和輸入信號(hào)x(t)做一個(gè)卷積”。
具體什么是卷積？用一句經(jīng)典的話(huà)概括：卷積就是各個(gè)時(shí)刻的輸入信號(hào)各自乘以相對(duì)應(yīng)的衰減或增幅，然后疊加在一起作為輸出信號(hào)輸出，這里的衰減或增幅就對(duì)應(yīng)與系統(tǒng)的單位沖激響應(yīng)?！訖?quán)疊加。
物理意義：
卷積的重要的物理意義是：一個(gè)函數(shù)（如：?jiǎn)挝豁憫?yīng)）在另一個(gè)函數(shù)（如：輸入信號(hào)）上的加權(quán)疊加。
詳細(xì)的卷積原理可參考知乎網(wǎng)上的介紹，里面舉了非常詳細(xì)的例子介紹。
卷積講解可參考：http://blog.csdn.net/bitcarmanlee/article/details/54729807
卷積的應(yīng)用
用一個(gè)模板和一幅圖像進(jìn)行卷積，對(duì)于圖像上的一個(gè)點(diǎn)，讓模板的原點(diǎn)和該點(diǎn)重合，然后模板上的點(diǎn)和圖像上對(duì)應(yīng)的點(diǎn)相乘，然后各點(diǎn)的積相加，就得到了該點(diǎn)的卷積值。對(duì)圖像上的每個(gè)點(diǎn)都這樣處理。由于大多數(shù)模板都是對(duì)稱(chēng)的，所以模板不旋轉(zhuǎn)。卷積是一種積分運(yùn)算，用來(lái)求兩個(gè)曲線(xiàn)重疊區(qū)域面積?？梢钥醋骷訖?quán)求和，可以用來(lái)消除噪聲、特征增強(qiáng)。
FIR濾波器是非遞歸型濾波器的簡(jiǎn)稱(chēng)，又叫有限長(zhǎng)單位沖激響應(yīng)濾波器。帶有常系數(shù)的FIR濾波器是一種LTI(線(xiàn)性時(shí)不變)數(shù)字濾波器。沖激響應(yīng)是有限的意味著在濾波器中沒(méi)有發(fā)反饋。長(zhǎng)度為N的FIR輸出對(duì)應(yīng)于輸入時(shí)間序列x(n)的關(guān)系由一種有限卷積和的形式給出，具體形式如下：
直接形式FIR濾波器圖解：
輸入信號(hào)是有時(shí)間性的，隨著時(shí)間的改變而改變，F(xiàn)IR濾波器最終的輸出是各個(gè)時(shí)刻的輸入乘以相應(yīng)的權(quán)重（系數(shù)），然后進(jìn)行疊加，輸出。
FIR原理
FIR數(shù)字濾波器“移動(dòng)平均數(shù)”為例子：
“移動(dòng)平均數(shù)”就是按我們事先設(shè)定的信號(hào)個(gè)數(shù)將輸入信號(hào)加以平均。譬如，如果我們按每4個(gè)信號(hào)就做一次平均，那么這個(gè)4點(diǎn)的“移動(dòng)平均數(shù)”濾波器就如下圖所示：
下圖是經(jīng)過(guò)11點(diǎn)和51點(diǎn)“移動(dòng)平均數(shù)”濾波器過(guò)濾的信號(hào)圖：
“移動(dòng)平均數(shù)”濾波器的頻率響應(yīng)如下圖所示：
如上圖所示，隨著點(diǎn)數(shù)的增加，滾降(ROLLOFF)變陡了，但對(duì)旁瓣(sidelobe，衰減部分)的高低影響不大。但是如果我們考慮對(duì)濾波器的每個(gè)系數(shù)采用不同的權(quán)重(加權(quán))，而不是像“移動(dòng)平均數(shù)”濾波器那樣，用相同的權(quán)重(1/4，對(duì)4點(diǎn)“移動(dòng)平均數(shù)”濾波器來(lái)說(shuō))，那么可以期待旁瓣的大小會(huì)大大的降低。
對(duì)系數(shù)采用不同權(quán)重的濾波器，我們可以用下面的數(shù)學(xué)公式來(lái)表達(dá)：
這就是FIR數(shù)字濾波器的一般表達(dá)式。
下面我們以設(shè)計(jì)一個(gè)低通濾波器(LPF)為例，來(lái)說(shuō)明FIR數(shù)字濾波器窗函數(shù)法的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。
假設(shè)采樣頻率為Fs，濾波器的截止(CUT-OFF)頻率為Fco，濾波器的長(zhǎng)度為Nfir，那么用圖形表示出來(lái)就如下圖所示：
假設(shè)Nfir=128，Nco=13 注：Fco=Fs*(Nco/Nfir)，h(t)的計(jì)算為：
那么這個(gè)低通濾波器的有限沖激響應(yīng)就如下圖所示：
這樣我們就設(shè)計(jì)出了一個(gè)FIR低通濾波器。為了檢測(cè)這個(gè)濾波器的性能，我們用信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生包含從直流到頻率為采樣頻率的一組信號(hào)，如下圖所示：
我們把這組信號(hào)與前面設(shè)計(jì)的FIR低通濾波器做卷積運(yùn)算，并將結(jié)果(輸出)進(jìn)行快速傅立葉變換(FFT)，得到的頻率響應(yīng)如下圖所示：
除了以上方法獲得加權(quán)系數(shù)（抽頭系數(shù)）外，還可以通過(guò)MATLAB獲取。
總之，F(xiàn)IR濾波器的目的是濾除不需要的成分，留下需要的成分，如何留下就是通過(guò)加權(quán)疊加的方式實(shí)現(xiàn)。
濾波器除了低通外，還有高通，帶通及帶阻。
參考文獻(xiàn)：http://blog.sina.com.cn/s/blog_74504f8f0100p5ub.html
FIR濾波器設(shè)計(jì)方法：
-
直接窗函數(shù)設(shè)計(jì)方法
-
等波紋設(shè)計(jì)方法
—END—
欲知詳情，請(qǐng)下載word文檔
下載文檔
本站聲明： 本文章由作者或相關(guān)機(jī)構(gòu)授權(quán)發(fā)布，目的在于傳遞更多信息，并不代表本站贊同其觀點(diǎn)，本站亦不保證或承諾內(nèi)容真實(shí)性等。需要轉(zhuǎn)載請(qǐng)聯(lián)系該專(zhuān)欄作者，如若文章內(nèi)容侵犯您的權(quán)益，請(qǐng)及時(shí)聯(lián)系本站刪除。
LED驅(qū)動(dòng)電源的輸入包括高壓工頻交流(即市電)、低壓直流、高壓直流、低壓高頻交流(如電子變壓器的輸出)等。
關(guān)鍵字：
驅(qū)動(dòng)電源
在工業(yè)自動(dòng)化蓬勃發(fā)展的當(dāng)下，工業(yè)電機(jī)作為核心動(dòng)力設(shè)備，其驅(qū)動(dòng)電源的性能直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。其中，反電動(dòng)勢(shì)抑制與過(guò)流保護(hù)是驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)中至關(guān)重要的兩個(gè)環(huán)節(jié)，集成化方案的設(shè)計(jì)成為提升電機(jī)驅(qū)動(dòng)性能的關(guān)鍵。
關(guān)鍵字：
工業(yè)電機(jī)
驅(qū)動(dòng)電源
LED 驅(qū)動(dòng)電源作為 LED 照明系統(tǒng)的 “心臟”，其穩(wěn)定性直接決定了整個(gè)照明設(shè)備的使用壽命。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，LED 驅(qū)動(dòng)電源易損壞的問(wèn)題卻十分常見(jiàn)，不僅增加了維護(hù)成本，還影響了用戶(hù)體驗(yàn)。要解決這一問(wèn)題，需從設(shè)計(jì)、生...
關(guān)鍵字：
驅(qū)動(dòng)電源
照明系統(tǒng)
散熱
電動(dòng)汽車(chē)(EV)作為新能源汽車(chē)的重要代表，正逐漸成為全球汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的重要發(fā)展方向。電動(dòng)汽車(chē)的核心技術(shù)之一是電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，而絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的關(guān)鍵元件，其性能直接影響到電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力性能和...
關(guān)鍵字：
電動(dòng)汽車(chē)
新能源
驅(qū)動(dòng)電源
在現(xiàn)代城市建設(shè)中，街道及停車(chē)場(chǎng)照明作為基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，其質(zhì)量和效率直接關(guān)系到城市的公共安全、居民生活質(zhì)量和能源利用效率。隨著科技的進(jìn)步，高亮度白光發(fā)光二極管(LED)因其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)逐漸取代傳統(tǒng)光源，成為大功率區(qū)域...
關(guān)鍵字：
發(fā)光二極管
驅(qū)動(dòng)電源
LED
在LED照明技術(shù)日益普及的今天，LED驅(qū)動(dòng)電源的電磁干擾(EMI)問(wèn)題成為了一個(gè)不可忽視的挑戰(zhàn)。電磁干擾不僅會(huì)影響LED燈具的正常工作，還可能對(duì)周?chē)娮釉O(shè)備造成不利影響，甚至引發(fā)系統(tǒng)故障。因此，采取有效的硬件措施來(lái)解決L...
關(guān)鍵字：
LED照明技術(shù)
電磁干擾
驅(qū)動(dòng)電源
開(kāi)關(guān)電源具有效率高的特性,而且開(kāi)關(guān)電源的變壓器體積比串聯(lián)穩(wěn)壓型電源的要小得多,電源電路比較整潔,整機(jī)重量也有所下降,所以,現(xiàn)在的LED驅(qū)動(dòng)電源
關(guān)鍵字：
LED
驅(qū)動(dòng)電源
開(kāi)關(guān)電源
LED驅(qū)動(dòng)電源是把電源供應(yīng)轉(zhuǎn)換為特定的電壓電流以驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光的電壓轉(zhuǎn)換器，通常情況下：LED驅(qū)動(dòng)電源的輸入包括高壓工頻交流(即市電)、低壓直流、高壓直流、低壓高頻交流(如電子變壓器的輸出)等。
關(guān)鍵字：
LED
隧道燈
驅(qū)動(dòng)電源
LED驅(qū)動(dòng)電源在LED照明系統(tǒng)中扮演著至關(guān)重要的角色。由于LED具有節(jié)能、環(huán)保、長(zhǎng)壽命等優(yōu)點(diǎn)，使得LED照明在各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。然而，LED的電流、電壓特性需要特定的驅(qū)動(dòng)電源才能正常工作。本文將介紹常用的LED驅(qū)動(dòng)電...
關(guān)鍵字：
LED驅(qū)動(dòng)電源
led照明
LED驅(qū)動(dòng)電源是把電源供應(yīng)轉(zhuǎn)換為特定的電壓電流以驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光的電源轉(zhuǎn)換器，通常情況下：LED驅(qū)動(dòng)電源的輸入包括高壓工頻交流(即市電)、低壓直流、高壓直流、低壓高頻交流(如電子變壓器的輸出)等。
關(guān)鍵字：
LED
驅(qū)動(dòng)電源
高壓工頻交流
崧盛股份9日發(fā)布投資者關(guān)系活動(dòng)記錄表，就植物照明發(fā)展趨勢(shì)、行業(yè)壁壘等問(wèn)題進(jìn)行分享。植物照明未來(lái)市場(chǎng)需求廣闊崧盛股份指出，植物照明將會(huì)走向長(zhǎng)期產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。主要原因有三：第一，LED植物照明賦能終端種植更具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值。由于LE...
關(guān)鍵字：
崧盛股份
驅(qū)動(dòng)電源
在當(dāng)今高度發(fā)展的技術(shù)中，電子產(chǎn)品的升級(jí)越來(lái)越快，LED燈技術(shù)也在不斷發(fā)展，這使我們的城市變得豐富多彩。 LED驅(qū)動(dòng)電源將電源轉(zhuǎn)換為特定的電壓和電流，以驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光。通常情況下：LED驅(qū)動(dòng)電源的輸入包括高壓工頻交流電(即...
關(guān)鍵字：
LED
驅(qū)動(dòng)電源
高壓直流
人類(lèi)社會(huì)的進(jìn)步離不開(kāi)社會(huì)上各行各業(yè)的努力，各種各樣的電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代離不開(kāi)我們的設(shè)計(jì)者的努力，其實(shí)很多人并不會(huì)去了解電子產(chǎn)品的組成，比如LED電源。
關(guān)鍵字：
LED
驅(qū)動(dòng)電源
低壓直流
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，LED技術(shù)也在不斷發(fā)展，為我們的生活帶來(lái)各種便利，為我們提供各種各樣生活信息，造福著我們?nèi)祟?lèi)。LED驅(qū)動(dòng)電源實(shí)際上是一種電源，但是它是一種特定的電源，用于驅(qū)動(dòng)LED發(fā)射帶有電壓或電流的光。 因此，LE...
關(guān)鍵字：
LED
驅(qū)動(dòng)電源
電流
LED燈作為一種新型節(jié)能和無(wú)污染光源，由于其特有的發(fā)光照明特性，在現(xiàn)代照明應(yīng)用中發(fā)揮著革命性的作用。作為 LED 照明產(chǎn)業(yè)鏈中最為核心的部件之一，LED 驅(qū)動(dòng)電源的驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)所存在的可靠性低、成本高等典型問(wèn)題一直制約著...
關(guān)鍵字：
多路
LED
驅(qū)動(dòng)電源
隨著社會(huì)的快速發(fā)展，LED技術(shù)也在飛速發(fā)展，為我們的城市的燈光煥發(fā)光彩，讓我們的生活越來(lái)越有趣，那么你知道LED需要LED驅(qū)動(dòng)電源嗎?那么你知道什么是LED驅(qū)動(dòng)電源嗎?
關(guān)鍵字：
LED
開(kāi)關(guān)電源
驅(qū)動(dòng)電源
早前有新聞稱(chēng)，Cree在2018年開(kāi)始宣布轉(zhuǎn)型高科技半導(dǎo)體領(lǐng)域，并一邊逐漸脫離照明與LED相關(guān)業(yè)務(wù)，一邊持續(xù)投資半導(dǎo)體。在今日，Cree宣布與SMART Global Holdings, Inc.達(dá)成最終協(xié)議，擬將LED...
關(guān)鍵字：
cree
led照明
