渦街流量計的數(shù)字濾波器的設(shè)計
發(fā)布時間：2022-11-24 09:32:41
用窗函數(shù)法設(shè)計FIR數(shù)字濾波器就是用有限長的脈沖響應(yīng)序列來逼近無限長的脈沖響應(yīng)序列。基本設(shè)計思想為:首先選定一個理想的選頻濾波器,然后截取渦街流量計的脈沖響應(yīng)得到線性相位和因果的FIR濾波器。因此,這種方法的重點(diǎn)是選擇-一個合適的窗函數(shù)和理想濾波器。一個理想低通濾波器的頻率響應(yīng)為:
其中,;wc是濾波器的截止頻率,a為采樣延遲這個濾波器的脈沖響應(yīng)具有無限持續(xù)時間,它由下式給定:
注意,hc(n)關(guān)于a對稱,這一點(diǎn)對于線性相位濾波器是有用的。
為了從hd(n)得到一個FIR濾波器,必須同時在兩邊截取hd(n)。而要得到-一個因果的線性相位濾波器,且它h(n)的長.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(shù)w(n)的乘積:根據(jù)w(n)的不同定義，可以得到各種不同的窗結(jié)構(gòu)，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(shù)字濾波器的設(shè)計。海明窗這種窗函數(shù)是漢寧窗的一種變形,它的形狀也相似于一個余弦曲線?？啥x為:
窗函數(shù)設(shè)計FIR濾波器的步驟:
1)根據(jù)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(yīng)為Hd(ejw),那么單位取樣響應(yīng)用下式求出:
2)據(jù)對渦街流量計過渡帶及阻帶衰減的要求,選擇窗函數(shù)的形式，并估計窗口長度n。
3)計算濾波器的單位取樣響應(yīng)h(n)。
4)驗(yàn)算技術(shù)指標(biāo)是否滿足要求。設(shè)計出的濾波器頻率響應(yīng)用下式計算:
計算上式時可以用FFT算法。如果H(ejw)不滿足要求,根據(jù)具體情況重復(fù)2,3,4步,直到滿足要求。
