渦街流量計的數字濾波器的設計
發(fā)布時(shí)間：2022-11-24 09:32:41
用窗函數法設計FIR數字濾波器就是用有限長(cháng)的脈沖響應序列來(lái)逼近無(wú)限長(cháng)的脈沖響應序列?；驹O計思想為:首先選定一個(gè)理想的選頻濾波器,然后截取渦街流量計的脈沖響應得到線(xiàn)性相位和因果的FIR濾波器。因此,這種方法的重點(diǎn)是選擇-一個(gè)合適的窗函數和理想濾波器。一個(gè)理想低通濾波器的頻率響應為:
其中,;wc是濾波器的截止頻率,a為采樣延遲這個(gè)濾波器的脈沖響應具有無(wú)限持續時(shí)間,它由下式給定:
注意,hc(n)關(guān)于a對稱(chēng),這一點(diǎn)對于線(xiàn)性相位濾波器是有用的。
為了從hd(n)得到一個(gè)FIR濾波器,必須同時(shí)在兩邊截取hd(n)。而要得到-一個(gè)因果的線(xiàn)性相位濾波器,且它h(n)的長(cháng).度為M,這種操作叫做“加窗”,則h(n)可以看作是hd(n)與窗函數w(n)的乘積:根據w(n)的不同定義，可以得到各種不同的窗結構，包括矩形窗、三角型窗、漢寧窗、海明窗、布萊克曼窗等,這里采用的是海明窗進(jìn)行FIR數字濾波器的設計。海明窗這種窗函數是漢寧窗的一種變形,它的形狀也相似于一個(gè)余弦曲線(xiàn)?？啥x為:
窗函數設計FIR濾波器的步驟:
1)根據技術(shù)要求確定待求濾波器的單位取樣hd(n)。如果給出待求濾波器的頻率響應為Hd(ejw),那么單位取樣響應用下式求出:
2)據對渦街流量計過(guò)渡帶及阻帶衰減的要求,選擇窗函數的形式，并估計窗口長(cháng)度n。
3)計算濾波器的單位取樣響應h(n)。
4)驗算技術(shù)指標是否滿(mǎn)足要求。設計出的濾波器頻率響應用下式計算:
計算上式時(shí)可以用FFT算法。如果H(ejw)不滿(mǎn)足要求,根據具體情況重復2,3,4步,直到滿(mǎn)足要求。
