[发明专利]数字滤波高速化的改进

说明书

技术领域

本发明涉及IIR滤波高速化的改进的方法。

背景技术

经典数字滤波器按照单位取样响应h(n)的时域特性可分为无限冲激响应(IIR，Infinite Impulse Response)系统和有限冲激响应(FIR，Finite Impulse Response)系统。如果单位取样响应是时宽无限的h(n)，则称之为IIR系统；而如果单位取样响应是时宽有限的h(n)，则称之为FIR系统。

发明内容

发明目的：IIR滤波器系统函数的极点可以在单位圆内的任何位置，在相同的设计指标下，实现IIR滤波器的阶次较FIR滤波器的阶数低，效率高。由于IIR数字滤波器能够保留一些模拟滤波器的优良特性，因此应用很广。但是这些特性是以牺牲线性相位频率特性为代价的(其相位却是非线性的)。即用Butterworth、chelbchev和椭圆法设计的数字滤波器逼近理想的滤波器的幅度频率特性，得到的滤波器往往是非线性的。在许多电子系统中，对幅度频率特性和线性相位特性都有较高的要求，所以IIR滤波器在这些系统中往往难以胜任。所以如果可以改善IIR中非线性造成的相位问题以及稳定性问题，必然可以使得数字滤波更加高效，速度更快。

技术方案：在现有的IIR滤波基础上，改善IIR滤波存在的不稳定性、相位延迟性的问题，同时改进嵌入式开发的滤波实现，以实现滤波的高速化。

本发明与现有技术相比，现有的数字滤波技术普遍存在速度慢和时间延迟的问题，而本技术通过自行设计的滤波器，同时改善了IIR滤波器中存在的问题(可以在10ms中对8个测试通道进行无延迟的快速数字滤波，而一般的数字滤波时间在50ms以上)，保证原始数据采集的精度，使得数据分析更精确。

附图说明

图1为嵌入式系统中滤波实现的流程。

具体实施方式

下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。

实施例：

1.一般IIR滤波器的设计步骤为：

(1)确定数字滤波器的技术指标：通带截止频率ωp、通带衰减αp、阻带截止频率ωs、阻带衰减αs。

(2)将数字滤波器的技术指标转换成模拟滤波器的技术指标。

(3)按照模拟滤波器的技术指标设计模拟滤波器。

(4)将模拟滤波器Ha(s)，从s平面转换到z平面，得到数字滤波器系统函数H(z)。

H(z)=Σi=0∞biZ-i1+Σi=1∂aiZ-i]]>

2.数字滤波器的技术指标：

我们通常用的数字滤波器一般属于选频滤波器。假设数字滤波器的传输函数H(ejω)用下式表示：

H(e^jω)＝|H(e^jω)e^jΩ(ω)

通带内和阻带内允许的衰减一般用dB数表示，通带内允许的最大衰减用αp表示，阻带内允许的最小衰减用αs表示，αp和αs分别定义为：