[发明专利]无延时数字滤波的实现

说明书

技术领域

本发明涉及一种改善IIR滤波相位延迟的方法。

背景技术

通常信号往往夹杂着噪声及无用信号成分，必须将这些干扰成分滤除。常用的滤波器可以分为两大类：数字滤波(Digital Filter，DF)和模拟滤波(Analog Filter，AF)。

模拟滤波器只能用硬件来实现，其元件有电阻R，电感L，电容C及运算放大器等。

数字滤波器由数字乘法器、加法器和延时单元组成的一种算法或装置。

因此，数字滤波的实现要比模拟滤波容易得多，并且更容易获得较理想的滤波性能。数字滤波是数字信号分析中最重要的组成部分之一，与模拟滤波相比，它具有精度和稳定性高、系统函数容易改变、灵活性强、便于大规模集成和可实现多维滤波等优点。

发明内容

发明目的：传统的滤波过程中存在相位的延迟，相位延迟是正弦曲线在频率f上的时间延迟，它假设正弦曲线一直保持不变。在相位与频率的关系非线性时，相位延迟不会对频率保持恒定。在经常遇到的系统中，延迟在频段边沿附近上升。这是因为频段边沿定义为存在一个或多个极点(在极点之前，基本上对幅度没有影响，也没有相位滞后，但是在在超过极点频率时，其基本上会导致幅度下跌，相位滞后。这意味着在其通过系统传送时，系统的高频成分一般会延迟。表现为较慢的上升时间和较高的过冲，因为高频成分没有和边沿同时到达，而是在边沿传送后才到达。所以必须在在不改变幅频响应的情况下，对相位做某种校正，进而实现近似的线性相位。

技术方案：利用最小系统的逆系统滤波器在之前“较慢的上升时间和较高的过冲，，的基础上反方向的再一次“较慢的上升时间和较高的过冲”，相互之间抵消对相位的影响，不影响幅度。可以改善系统相位延迟。

本发明与现有技术相比，通过采用增加数据逆向后的滤波器，改善了传统IIR滤波系统中的数据相位延迟，消除了较慢的上升时间和较高的过冲。大大提高了采集到的数据的正确性。为后续的数据处理、分析的精度提供了保证。

附图说明

图1为函数filter的构造和实现。

图2为本发明使用后的效果。

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：

一般滤波器的设计步骤为：首先根据实际需要确定其性能指标，再求得系统函数H(z)，最后采用有限精度算法实现。B，A其实就是两组系数b(i)、a(j)，其中，i、j为从0到N的自然数。对应上面滤波器一般形式里的参数，一般a(0)＝1

截止频率Wn的n次的低通数字巴特沃斯滤波器Z平面上的传递函数H(z)，对应两组系数a，b：