构造频谱函数优化的FIR滤波器设计与验证

本文主要探讨了一种优化谱函数的FIR滤波器的实现方法，发表于2002年的华侨大学学报(自然科学版)第23卷第2期。作者刘蓉、戴在平和李元杰针对FIR（有限 impulse response）数字滤波器的设计提出了创新的构造频谱函数法。相比于传统的设计算法，这种新方法的优势在于性能更优且操作简便。 FIR滤波器在现代社会的高速通信系统、高清晰度电视、雷达与声纳系统以及地质勘探等多信号处理领域具有广泛应用。设计FIR滤波器的目标是使频率响应H(ω)尽可能接近期望的频率响应，常规方法包括窗函数法、频率抽样法和最优波动法。然而，这些方法各有局限，例如窗函数法虽能减小截断误差，但无法灵活控制旁瓣；频率抽样法则可以直接在频域处理，但采样点限制了设计灵活性。 本文的新方法特别关注对称FIR滤波器的设计，利用其线性相位特性，通过对h(n)序列的分析，构建出实且偶的周期函数H(ω)，并通过计算其傅里叶变换来确定滤波器的特性参数。作者强调，这种方法通过构造频谱函数，能够有效地避免吉布斯振荡现象，同时提供更好的旁瓣控制，使得设计过程更加精确和灵活。 为了验证这一方法的有效性，设计的参数已经通过软件程序进行了详尽的验证，并通过硬件实验得到了实际测试的结果。结果显示，该算法既准确又可靠，能满足设计要求，这在数字滤波器设计领域具有重要的实践意义。 这篇文章不仅介绍了新的FIR滤波器设计策略，而且还展示了其在实际应用中的可行性和有效性，对于提升数字滤波器的设计效率和性能具有显著的价值。在当前数字化趋势下，这种方法的研究成果无疑将推动数字信号处理技术的发展。