news 2026/11/4 5:58:54

[数字信号处理]单位冲击响应与频响以及FIR实现代码(C语言)

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张小明

前端开发工程师

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[数字信号处理]单位冲击响应与频响以及FIR实现代码(C语言)

【修订版】本文已整理到我的个人博客,订正了原文的几处错误:时移后的频响公式有误;示例代码的通带、阻带边缘与正文规格(π/3、π/2)不一致,现已统一。CSDN 这一版保留原样,之后的勘误与更新只在博客进行:3.单位冲击响应,频响与FIR滤波器实现 | Finn's blog

1.单位冲击响应与频响

        就如同之前所说的一样,使用下图所示的单位冲击响应,所设计的滤波器,是无法实现的。

         现在,让我们看看其这个滤波器的频响。所谓频响,就是计算其单位冲击响应的离散时间傅里叶变换,

       我们可以看出,这个滤波器的频响的计算结果是实数,并没有虚数部分。也就是,其相位谱一直是0,也就意味着,这个滤波器输入与输出之间没有延迟,这种相位特性称为0延迟相位特性。

        但是,这个滤波器无法是无法实现的。我们实际计算一下该滤波器的输入输出,就可以明白。

        这个滤波器在计算的过程中,需要过去的值和未来的值。未来的值是不可预测的,所以,这个滤波器无法实现。为了使得这个滤波器可以实现,我们只好移动其单位冲击响应,使得其不再需要未来的值。比如,就像下面这样移动。

        这样的话,这个滤波器就可以实现了,我们只需要记录其40个过去的输入值和现在的输入值。但是,由于移动了其单位冲击响应,会不会对频响产生什么影响呢,我们来看看。

       为了更好的说明问题,L去代替之前例子中的20。

       移动之后频响,我们根据上面式子可以得出两个结论:1,移动不会对幅度谱产生影响。2,,移动会对相位产生一个延迟,这个延迟主要取决于移动的长度,移动的长度越长,延迟越大。但是,这个移动是线性的。

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