无乘法滤波器（无乘法滤波器实验报告）

本文目录一览：

• 1、什么是滤波
• 2、什么是滤波器！滤波器有什么作用啊
• 3、fir滤波器的设计方法有哪些？
• 4、滤波器的基本概念

什么是滤波

问题一：什么叫滤波 滤波是将信号中特定波段频率滤除的操作。数字信号处理通常采用FFT/IFFT实现，那么其中需要滤除的频率，可以常用“滤波函数”与被处理信号相乘而达到目的。

分类：有源滤波、无源滤波、 卡尔曼滤波、自适应滤波、数字滤波、维纳滤波、带通滤波、中值滤波等等，总之分类比较复杂

问题二：经典滤波的概念是一个是什么概念 经典滤波的概念，是根据傅里叶分析和变换提出的一个工程概念。根据高等数学理论，任何一个满足一定条件的信号，都可以被看成是由无限个正弦波叠加而成。换句话说，就是工程信号是不同频率的正弦波线性叠加而成的，组成信号的不同频率的正弦波叫做信号的频率成分或叫做谐波成分。实际上，任何一个电子系统都具有自己的频带宽度（对信号最高频率的限制），频率特性反映出了电子系统的这个基本特点。而滤波器，则是根据电路参数对电路频带宽度的影响而设计出来的工程应用电路 。

现代滤波

现代滤波思想是和经典滤波思想截然不同的。现代滤波是利用信号的随机性的本质，将信号及其噪声看成随机信号，通过利用其统计特征，估计出信号本身。一旦信号被估计出，得到的信号本身比原来的信噪比高出许多。典型的数字滤波器有Kalman滤波，Wenner滤波，自适应滤波，小波变换（wavelet）等手段[3] 。从本质上讲，数字滤波实际上是一种算法，这种算法在数字设备上得以实现。这里的数字设备不仅包含计算机，还有嵌入式设备如：DSP，FPGA，ARM等。

问题三：什么是数字滤波 滤波是将信号中特定波段频率滤除的操作。数字信号处理通常采用FFT/IFFT实现，那么其中需要滤除的频率，可以采用“滤波函数”与被处理信号相乘而达到目的。 数字滤波。它是通过一种算法排除可能的随机干扰,提高检测精度的一种手段,又称软件滤波。 数字滤波器具有比模拟滤波器更高的精度，甚至能够实现后者在理论上也无法达到的性能。例如，对于数字滤波器来说很容易就能够做到一个 1000Hz 的低通滤波器允许 999Hz 信枣竖号通过并且完全阻止 1001Hz 的信号，模拟滤波器无法区分如此接近的信号。 数字滤波器相比模拟滤波器有更高的信噪比。这主要是因为数字滤波器是以数字器件执行运算，从而避免了模拟电路中噪声（如电阻热噪声）的影响。数字滤波器中主要的噪声源是在数字系统之前的模拟电路引入的电路噪声以及在数字系统输入端的模数转换过程中产生的量知历化噪声。这些噪声在数字系统的运算中可能会被放大，因此在设计数字滤波器时需要采用合适的结构，以降低输入噪声对系统性能的影响。 数字滤波器还具有模拟滤波器不能比拟的可靠性。组成模拟滤波器的电子元件的电路特性会随着时间、温度、电压的变化而漂移，而数字电路就没有这种问题。只要在数字电路的工作环境下，数字滤波器就能够稳定可靠的工作。 由于奈奎斯特采样定理（en:Nyquist sampling theorem），数字滤波器的处理能力受到系统采样频率的限制。如果输入信号的频率分量包含超过滤波器1/2采样频率的分量时，数字滤波器因为数字系统的“混叠”而不能正常工作。如果超出1/2采样频率的频率分量不占主要地位，通常的解决办法是在模数转换电路之前放置一个低通滤波器（即抗混叠滤波器）将超过的高频成分滤除。否则就必须用模拟滤波器实现要求的功能。

问题四：什么是锐化滤波 锐化滤波，是将图像的低频部分减弱或去除，保留图像的高频部分，即图像的边缘信息。

问题五：数字滤波是什么凳猛大 数字滤波器与模拟滤波器的区别主要在于一个是采用软件（程序）的数值计算（数字滤波器），另外一个是采用硬件电路获得（模拟滤波器）。数字滤波器的原理有多种，取平均值是其中的一种。取平均值就是滤除任何有具有频率的变化分量的信号。数字滤波器还可根据不同原理编制专门的程序，对采集的信号进行特殊的计算来滤除特定频率的信号。模拟滤波器的原理主要是利用电容器对高频信号的低阻抗、对低频信号的高阻抗和电感对对低频信号的低阻抗、对高频信号的高阻抗的特性，滤除特定频率的信号。

问题六：滤波器是用来干什么的？ 滤波器的这个产品的重点，就是在一个“滤”字上，简单的说，就是过滤掉我们不需要的信号，拿到我们所需要的信号的这么一个器件。

其主要功能就是为了得到一个比较纯正的电源环境。

老实说，这个问题问的太笼统了，至少应该告诉我们是什么样的滤波器，或者是用在那个设备上的滤波器，这样回答起来就更有针对性了。

希望能帮到您了。

问题七：电容的滤波作用是指的什么 问题一――滤波：多用于直流电路中，引入滤波电容的原因是要获得平滑稳定的电压，因为电容两端的电压不能突变，所以它能抑制电压的波动，使电压变得平稳光滑。 去耦：也叫退耦，主要作用有两个：1、去除器件之间的交流射频耦合。它能将器件的电源端上瞬间的尖峰、毛刺对地短路掉。理论上，频率越高，需要的去耦电容越小。 旁路：旁路电容的作用是将回路中不需要的交流信号对地短路掉。 问题二――你的说法理论上没有错，但是几乎没有人去这么说。 电容在耦合的时候当然是串联在电路中的，如果它并联在器件之间，那到底是谁和谁耦合？去耦当然是并联在器件的两端，注明：电源端和地线，在具体运用的时候记得电容要尽量靠近电源端，去耦效果好，这是经验。旁路一般是把电阻和电容并联在一起，然后串联在某个回路中，通常这么用。 问题三：这个问题没有具体的答案。很难计算。但理论上肯定是频率越高需要的电容越小的，因为频率越高，电容的容抗越小，电路中的交流干扰成分对地短路的程度越高，也就是衰减越大，这是我们想要的，但在实际的运用中，同样的频率，用0.1uF的电容和用0.01uF的电容效果几乎是一样的，谁也没办法解释，但通常有经验的工程师都喜欢用0.1uF，记住就可以了。 问题四：在晶振两端对地接电容是为了校正时钟波形。晶振和集成电路内部的电路组成震荡器，这两个小电容就是配合这个振荡器工作用的，也可以说是振荡器的一部分。12M的晶振不一定非要用20P的，具体用多大的电容取决于你的芯片，比如51单片机要30pF，AVR单片机要22pF，这个和晶振的频率没有关系的。 问题四后面的那句话没有分析明白，请说的清楚一点，你模拟的电路中有晶振么？有晶振的话就不用任何输入波形，没有的话直接给12M的方波信号源就可以了，但是要在XTAL1和XTAL2中选一个，这两个中肯定有一个可以直接输入外部之中频率，具体哪一个，你需要查一下器件资料，直接用12M方波的信号源接到这个引脚上就可以了。 说的够明白了。

问题八：什么是滤波器，滤波器是什么？ 数字滤波器是现在电视中常用的电路元件之一。数字滤波器(digital filter)是由数字乘法器、加法器和延时单元组成的一种装置。其功能是对输入离散信号的数字代码进行运算处理，以达到改变信号频谱的目的。由于电子计算机技术和大规模集成电路的发展，数字滤波器已可用计算机软件实现，也可用大规模集成数字硬件实时实现。数字滤波器是一个离 散时间系统（按预定的算法，将输入离散时间信号转换为所要求的输出离散时间信号的特定功能装置）。应用数字滤波器处理模拟信号时，首先须对输入模拟信号进行限带、抽样和模数转换。数字滤波器输入信号的抽样率应大于被处理信号带宽的两倍，其频率响应具有以抽样频率为间隔的周期重复特性，且以折叠频率即1／2抽样频率点呈镜像对称。为得到模拟信号，数字滤波器处理的输出数字信号须经数模转换、平滑。数字滤波器具有高精度、高可靠性、可程控改变特性或复用、便于集成等优点。数字滤波器在语言信号处理、图像信号处理、医学生物信号处理以及其他应用领域都得到了广泛应用。数字滤波器有低通、高通、带通、带阻和全通等类型。它可以是时不变的或时变的、因果的或非因果的、线性的或非线性的。应用最广的是线性、时不变数字滤波器.

问题九：滤波的作用主要是什么? 滤波的作用主要是去掉脉动电压中的交流成分,使之成为平滑的直流电压。

这样可以避免线路中的谐波干扰。

问题十：我们通常说的滤波是滤掉什么波 由傅里叶变换或傅里叶级数可知，一个时域的信号（也就是以时间为变量表示的函数），可以表示为频域上多个（或无数个）的信号的叠加。滤波指的就是去掉或者说选取我们所需要的频率范围的信号（即把某些频率的信号的幅值衰减到一个比较低的值）。

不同滤波方法的原理不同，最简单的滤波器是用电容和电阻等元件组合成一个电路，通过对电路中各个参数的分析，得到该电路可以对某个频率以上的信号产生较大的衰减，对该频率以下的信号影响较小，举个例子，一个电容，可以阻断直流电，但是可以通过交流电，并且对不同频率的交流电产生的电抗不同，这其实就体现了电路的对电流信号选择通过性。

至于你说的输出波形失真，如果是有干扰信号导致的输出波形失真，那么把对应干扰信号滤出即可，但是就像上面说的那样，滤波有很多办法，不同方法，原理不同

可以参考下下面资料

baike.baidu/link?url=jmJWJ2jVjxpLYjyxHMgeWiPAKci5Q-UW0kUB8WfAY_1vSiF8g7uvzKAKRJt0g2rhSO9jVNHYfskA9oRsI6Nlia

baike.baidu/...u2u7Aa

什么是滤波器！滤波器有什么作用啊

滤波器（filter），是一种用来消除干扰杂讯的器件，将输入或输出经过颂弊慎过卜含滤而得到纯净的直流电。对特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除的电路，就是滤波器，其功能就是得到一个特定频率或消除一个特定频率

。

音响等电野敬路用来消除杂音

fir滤波器的设计方法有哪些？

滤波器旦物可广义地理解为一个信号选择系统。其中数字滤波器精度高、稳定性好，不存在阻抗匹配问题，可以时分复用，能够完成一些模拟滤模瞎液波器完成不了的滤波任务。文中介绍了fir数字滤波器的基本原理、应用领域及设计思想，比较了fir滤波器各种实现结构的优缺点，并介绍了matlab、modelsim等软件实现低通fir滤波器的方法及步骤，以此为指导，设计出了一种低通fir滤波器。该滤波器采用了二的补码形式的csd编码算法，能够将常系数编码中的非零位达到最少，从而简化乘法器的结构，提高滤神旦波器的运算速度。滤波器电路采用verilog

hdl设计，最后设计出的基于csd架构的半带fir滤波器在modelsim上通过了功能仿真，并在matlab上进行频谱和时域分析。结果表明,此设计达到了预期效果，且采用这种方法设计的fir滤波器其性能优于传统方法。

滤波器的基本概念

一个原始信号通过某一装置后变为一个新信号的过程称为滤波。原始信号称为输入，新信号称为输出，该装置则叫做滤波器。从广义上讲，任何一个过程或系统都可以称为滤波好庆搜器。所谓“信号”、“装置”的概念应当广义地加以理解，可能是具体的(如电流“信号”和电感、电容、电阻等元件组成的“装置”)，也可能是抽象的(如数和数学运算)。

(一)线性时不变滤波器的响应特性和滤波机理

滤波器的种类十分繁多，地震勘探中用得最多的是线性时不变滤波器。

1.线性时不变滤波器的概念

线性滤波器的基本性质是满足叠加原理和正比定理。设不同的信号x1(t)、

x2(t)……分别输入到滤波器时的输出为y1(t)、y2(t)……现在如果输入信号为

x(t)=ax1(t)+bx2(t)+……

其中a、b……为任意常数，则输出必为

y(t)=ay1(t)+by2(t)+……

时不变性质即滤波器对输入信号的改造作用与时间无关。换言之，当输入为x(t)时滤波器的输出为y(t)，若输入为x(t-)则输出正好是y(t-)，它与时移大小无关。

2.滤波器的响应特性

从经典通讯论的观点来看，不考虑滤波器的内部结构，只从其输入、输出间关系定义出的滤波器特性称为响应函数。

时间函数之间的运算称为时间域运算。时间域中的响应函数称为脉冲响应，或称滤波器的时间函数、权函数或滤波因子。它定义为对单位脉冲δ(t)输入所得到的输出h(t)。

一个时间函数经傅里叶变换后可以得到其频谱，或称之为频率域中的函数。频率域函数之间的运算称为频率域运算。频率域中的响应函数称为频率响应函数，或称滤波器的频率特性、传递函数或转移函数。它是脉冲响应h(t)的傅里叶变换H(ω)，也可看作是输出信号的频谱与输入信号的频谱之比。一般来说它是复变函数，可以写成指数形式

地震勘探

式中:H(ω)称为滤波器的振幅特性，它影响输入信号的振幅谱，h(ω)称为滤波器的相位特性，它对输入信号的相位谱产生改造作用。

3.线性时不变滤波器的滤波机差答理

线性时不变滤波器在时间域中滤波作用的实现用输入信号x(t)与滤波器的脉冲响应h(t)的褶积运算表示

地震勘探

而在频率域中则表示为输入信号的频谱X(ω)与滤波器的传输函数H(ω)相乘

地震勘探

因此，输出信号的振幅谱和相位谱分别为

地震勘探

因为傅里叶变换是可逆的，故频率域运算与时间域运算完全等价。在两个域中表示的滤波机理归结如下

地震勘探

线性时不变滤波器的时间域滤波机理可以这样来理解:将任何输入都想象为在友历采样瞬间由函数值确定其大小的一个脉冲序列。这些脉冲的每一个均使滤波器产生相应的脉冲响应。根据线性时不变性质，输出由所有这些个别响应的叠加组成。这一点通过数值褶积的物理过程(图4-11)可以看得很清楚。

图4-11 数值褶积的物理过程

线性时不变滤波器的频率域滤波机理更为明显，即对输入信号中的不同频率成分用不同的权系数值相乘，结果组成输出信号的频谱。

利用z变换的形式表示数字滤波的作用十分方便。若输入(xi)，输出(yi)和脉冲响应(hi)及其z变换分别为

地震勘探

用z变换表示滤波过程则有 从形式上看，它与频率域滤波作用一样，是乘积。从多项式相乘的运算来看，它又与时间域滤波的运算一样，是褶积运算。因此，它同时表示了两个域中的滤波作用，是一种十分方便的表达形式。

(二)滤波器的稳定性和物理可实现性

当输入信号为有限，其输出信号也为有限时，这种滤波器就是稳定的。即:若存在一个正整数L，使得输入信号x(t)满足x(t)≤L，也有一个正数M，使得输出信号y(t)满足条件y(t)≤M，则此滤波器是稳定的。

对滤波器的一个基本要求是“稳定”，不稳定的滤波器无法使用。

滤波器稳定的充要条件是

地震勘探

满足因果律(即输入之前不会产生输出)的滤波器称为物理可实现的。滤波器是物理可实现的充要条件是

h(t)=0当t0时

物理滤波器(包括电滤波器)都是物理可实现的，数字滤波器则不然。

对于z变换为多项式的滤波器来说，分析其稳定性和物理可实现性比较方便。z变换为有理分式的滤波器(例如A(z)=1/B(z))则比较复杂，只有求出其分母多项式的全部根才能作出判断，当所有的根均不在单位圆(z=1)上时，这个滤波器是稳定的:当所有的根都在单位圆外时，这个滤波器是物理可实现的。

(三)滤波器的分类

可以有多种方式对滤波器进行分类。按滤波器的性质(即响应函数)划分，可分为

1.无畸变滤波器

振幅特性为常数，相位特性是线性的滤波器为无畸变滤波器。它不改变输入信号的波形。即H(ω)=a0e-jωt0，a0，t0均为常数。故

地震勘探

2.相位畸变滤波器(纯相位滤波器，全通滤波器)

它只改变输入信号的相位谱，振幅谱形状不变。其振幅特性为常数H(ω)=a0，但相位特性不是线性的。

3.振幅畸变滤波器

这种滤波器的振幅特性H(ω)不是常数，而且实际工作中总是希望滤波时不使信号产生相位畸变或相位移。这样的滤波器叫做零相位滤波器，即

h(ω)=0，H(ω)=H(ω)

因为H(ω)=H(ω)，而H(ω)≥0，故H(ω)必为非负的实函数。又因输入、输出均为实时间函数，故h(t)也必定是实时间函数。由傅里叶变换性质可知，实时间函数的频谱具有共轭性质，即H(-ω)=H(ω)。因H(ω)本身是实函数，实函数的共轭为其自身，即H(ω)=H(ω)，故有H(-ω)=H(ω)，说明H(ω)是偶函数。因此，零相位滤波器的频率响应函数H(ω)是非负的实偶函数。

由傅里叶变换的性质可知，非负的实偶函数H(ω)所对应的时间函数h(t)必为实偶函数，即h(t)=h(-t)。因此，零相位滤波器必定为物理不可实现的滤波器。

电滤波器是物理可实现的，绝不可能成为零相位滤波器。因此，电滤波器必定会使信号发生相位畸变。这正是它的缺点之一。而数字滤波可以实现零相位滤波。

(四)子波的相位延迟

信号处理中定义具有确定的起始时间和有限能量的信号为子波。地震勘探领域中子波指的是通常由1至1个半到2个周期组成的地震信号。前已谈过，从广义上讲，任何一个过程均可称为“滤波”。地震勘探中往往将地下非完全弹性介质对震源脉冲的改造作用称为“大地滤波”，大地滤波器的脉冲响应称为“子波”或“地震子波”。由此可见，子波(特别是地震子波)的概念与滤波器的特性密切相关，有关其性质分析、分类方式等结论完全可以互相引用。

有关子波的概念有许多，如子波的能量分布、子波的逆、子波等效等，但最具重要意义的是其相位延迟性质。

在频率域中，子波b(t)可以通过傅里叶变换表示成它的振幅谱B(ω)和相位谱φ(ω)。如果采用负的相位谱ψ(ω)，则叫做相位延迟谱。即

ψ(ω)=-φ(ω)，B(ω)=B(ω)e-jψ(ω)=B(ω)ejψφ(ω)

相位延迟谱的大小代表了子波的相位延迟性质。

子波的起始时刻通常是零时刻，即子波一般是物理可实现的。特别是地震子波，作为一个物理滤波器的响应函数，自然是物理可实现的。正如前述，物理可实现的子波必定是非零相子波，必有相位延迟，但不同子波相位延迟不同。相位延迟性质对于有相同振幅谱的子波的分类具有重要意义。

在所有物理可实现的、具有相同振幅谱的子波中，总有一个子波的相位延迟谱相对于其他子波的相位延迟谱而言为最小，这个子波称为最小相位子波。同样，还有一个子波的相位延迟谱相对来说最大，称为最大相位子波。除此以外其他子波都是混合相位子波。

利用z变换可以方便地判断子波的相位延迟性质。子波(b0，b1，…，bn)的z变换是一个多项式:B(z)=b0+b1z+b2z2+…+bnzn，对此多项式求取全部零点(即根)，若全部零点均在单位圆外，则此子波为最小相位子波;若全部零点都在单位圆内，则是最大相位子波，如果零点在单位圆的内、外都有，则这个子波就是混合相位子波(图4-12)。

图4-12 z平面上零点位置指示子波延迟性质

关键词：无乘法滤波器 模拟滤波器