华侨大学自动化专业FIR滤波器设计教程（49页）

华侨大学自动化专业的数字信号处理课程PPT包含了关于FIR数字滤波器设计的深入讲解。FIR（有限 impulse response）滤波器和IIR（无限 impulse response）滤波器是数字信号处理中的两种重要概念。FIR滤波器的特点包括：所有系数ai都是零，因此系统稳定，且总是可以用因果系统实现，设计起来相对直观，可以在较低阶数下提供良好的幅度响应。然而，线性相位FIR滤波器具有特殊的性质。 线性相位FIR滤波器是讨论的重点，其特点是系统的单位脉冲响应h[k]满足h[k]=h[M-k]（偶对称）或h[k]=-h[M-k]（奇对称），其中M为滤波器的阶数。线性相位滤波器的系统函数在频率域表现为周期性，具体取决于h[k]的对称性类型：I型（偶对称，M为偶数）、II型（偶对称，M为奇数）、III型（奇对称，M为偶数）和IV型（奇对称，M为奇数）。每种类型的线性相位滤波器有特定的周期性和零点分布特性。 设计线性相位FIR滤波器时，可以通过窗函数法来实现，确保滤波器具有所需的频率响应特性。线性相位滤波器的优势在于其相位响应是线性的，避免了IIR滤波器可能遇到的相位非线性问题。但是，IIR滤波器可以在相同的阶数下提供更好的频率响应，这是FIR滤波器无法比拟的。 此外，FIR滤波器的零点分布特性对于理解其性能至关重要。由于FIR滤波器的零点成对出现且位于虚轴上，这使得设计者能够控制滤波器的频率响应，如实现低通、高通、带通或带阻滤波器。 这个PPT详细探讨了如何通过线性相位FIR滤波器的设计原则和特性来构建有效的数字信号处理系统，对于理解和应用FIR滤波器在自动化领域中的实际问题具有很高的价值。