超聲波液位計基于DSP的探討 二十七

5．2數字濾波器

從噪聲信號中提取信息可以采用模擬濾波或是數字濾波，模擬濾波應用于AD轉換之前，數字濾波應用于AD轉換以后。模擬濾波器只能采用硬件的方式來實現，其元件是R，L，C以及運算放大器，數字濾波器既可以采用硬件(延遲器，乘法器以及加法器)方式實現，也可以采用軟件的方法實現，軟件上即是相當于線性卷積的程序�？傮w來說，數字濾波器在設計和實現上都比模擬濾波器更加靈活。因此，本課題中選擇的是數字濾波器的方法來實現信號濾波。數字濾波器根據沖激響應函數在時域中的特性，可以分為FIR(有限沖激響應)和IIR(無限沖激響應)兩種。相比較而言，FIR濾波器系統要達到相同的選擇性波后的輸出Y(n)，輸出Y(n)與x(n)相比缺少了某一特定頻率的信號。

5．2．1FIR濾波器

本課題采用一個有限沖激響應(Finitelmpul se Response，FIR)濾波器，該濾波器其單位采樣響應將持續一段有限的時間。從微分方程可以看出FIR濾波器沒有帶反饋環節，所以是一個非常平穩濾波器。FIR濾波器將具有線性相位或者固定的群延遲，適用于不允許發生相位失真的應用，缺點是對于特定的頻率響應通常需要大量的系數，對于數據處理器的計算能力要求很高。

通過該方程求得的濾波器系數需要截斷，由信號處理理論知道，直接的截取其中的一部分將會在時間域內產生嚴重的吉布斯失真現象，為了緩解吉布斯失真現象帶來的影響，需要采用相應的截斷窗來選取濾波器系數。

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