在信號處理領(lǐng)域中，對于信號處理的實時性、快速性的要求越來越高。而在許多信息處理過程中，如對信號的過濾、檢測、預(yù)測等，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、設(shè)計靈活等優(yōu)點，避免了模擬濾波器所無法克服的電壓漂移、溫度漂移和噪聲等問題，因而隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，用數(shù)字技術(shù)實現(xiàn)濾波器的功能越來越受到人們的注意和廣泛的應(yīng)用。下面將介紹其是如何工作的?
數(shù)字濾波器對信號濾波的方法是：用數(shù)字計算機對數(shù)字信號進(jìn)行處理，處理就是按照預(yù)先編制的程序進(jìn)行計算。數(shù)字濾波器的原理如圖所示，它的核心是數(shù)字信號處理器。
數(shù)字濾波器原理圖
這過程必須利用采樣定理(samplingtheorem)進(jìn)行采樣。輸入信號經(jīng)過模擬低通濾波即抗折疊濾波器(anTI-aliasingfilter)去掉輸入信號中的高頻分量。經(jīng)過平滑化的模擬信號再用于采樣。另外D-A轉(zhuǎn)換后模擬信號要經(jīng)過平滑濾波器(smoothingfilter)進(jìn)行平滑處理，該工作可用模擬低通濾波器來完成。
另外，數(shù)字通信中使用的數(shù)字均衡器(digitalequalizer)也可以視作一種數(shù)字濾波器，但是用數(shù)字均衡器直接進(jìn)行數(shù)字信號處理時，就不再需要圖中的A-D轉(zhuǎn)換器和D-A轉(zhuǎn)換器。
所謂數(shù)字濾波器，就是把輸入序列通過一定的運算變換成輸出序列。如上圖所示。其時域輸入輸出關(guān)系是：
若x(n),y(n)的傅里葉變換存在，則輸入輸出的頻域關(guān)系是：
假定|X(ejw)|，|H(ejw)|如圖中(a)，(b)所示，則由式得|Y(ejw)|如圖(c)所示。
濾波效果圖
這樣，x(n)通過系統(tǒng)h(n)的結(jié)果是使得輸出y(n)中不再含有|w|>wc的頻率部分，而使|w|
總而言之，數(shù)字濾波器是按照程序計算信號，達(dá)到濾波的目的。通過對數(shù)字濾波器的存儲器編寫程序，就可以實現(xiàn)各種濾波功能。對數(shù)字濾波器來說，增加功能就是增加程序，不用增加元件，不受元件誤差的影響，對低頻信號的處理也不用增加芯片的體積。用數(shù)字濾波方法可以擺脫模擬濾波器被元件限制的困擾。
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