FFT和DFT滤波器瞬态响应的比较

摘 要:本文简要地论述了FFT和多相位DFT滤波器组在响应方面的差异。一般而言,多相位DFT(甚至包括任何滤波器组,比如PFr)在稳态条件下有着很好的相邻信道抑制性能,而瞬态响应却很糟糕。这符合了滤波器冲激响应结论。通过对一个典型的1024子带滤波器组研究的简单例子说 明这些不同点。

F a l rno5 F a e1 rm

2 es m p e i. h s oy h s T xOv r a ld M n P a eP lp a e DF Fa e1 rm 0

最小相位 FR滤波器的影响 I 在此方面,一个更准确的命名 是“最小群时延滤波器”因为对于,

1 -0 O0 -

'

I I波器而言,过非线性相位响 R滤通应的代价,可以减少中心频带的群 时延。典型的例子如图 4所示。 除了滤波器抽头系数不同,其

它参数和图 2一样。以看到,波可滤 器的幅度响应增长很快,但这并不

意味着滤波

器在相邻信道抑制方面

最小相位.12子带多相位D T 04 F瞬态晌应 个单独的 12抽样的帧包含了从 04

能够更快的稳定下来。 在最小相位第 5帧,尽管幅度

的输出端进行过抽样能够减少瞬态已经达到了最大值,但频谱响应还

s/ 2到+ s的交织频率子带,里响应时间,这是不正确的。瞬态响没有达到第 9 F/ 2这或第 1帧的稳定状态 0

F是输入复数抽样速率。 s

应是滤波器冲激响应函数,过抽样条件。这方面的影响与标准多相位 F 的影响只是使瞬态响应的细节更加 D T的情况是类似的。

FT F瞬态响应

图 1出了非加权 F T的瞬态清楚。这可以通过以下的例子说给 F 响应。图中没有表示在第一次输出明:

结僭 结论很清楚。快速瞬态响应 输入抽样速率 - ./( 6 MSs复数)和陡峭频谱滤波器不能同时获得。 4

前需要采集 1 2个抽样和实际硬件 04处理带来的任何其它延时的“废

子带的数目= 0 4 12

弃”时间。因为它是 2倍过抽样,第 一

输出抽样速率=248/(2最快速稳定时间可以从简单的 0. MSs3 F T(I或非加权 )到,代价是 F ̄权 J得

个 12点的帧还没有达到稳定状倍过抽样 ) 04

态。这可以由以下的事实说明:第 一

多相位抽头的数目= ( 5同上具相对差的频谱滤波特性。从另一个

个输出帧在 5 s B内产生(04 12个点有相同的有效滤波 )

方面看,Sn/ F ixxF T滤波器的阶梯

以 248/的抽样速率产生) 0. MSs,而

图 3出了 3倍过抽样的瞬态响应很接近立即阶梯响应。给 2提到“墙”滤波器,设计人砖

0. MSs输入抽样速率是 124/ .MSs,这意响应。为了保持 248/的输出抽 0

受, 味着只有 5 2抽样是有用的(余样速率 (限于设备最大输出速率 )员必须接受随之引起的由于滤波器 个 1剩 的为 0。 ) 输入速率必须减4 ̄ ./。,l 4 J MSs 6

需要充满带来的瞬态响应延时。滤

多相位 D T瞬态响应 F

3倍过抽样情形下的第 8 2 0和波器越陡峭,瞬态时间越长。如果

图 2给出了 5抽头

多相位 DF 第 10的瞬态响应恰好对应于 2优先考虑给定子带的信号幅度,那 T 6帧

最小相位”滤波器会有所帮助, 和 0这么“的瞬态响应。很显然,与 F T相比倍过抽样情形的第 5第 1帧。 F实瞬态响应的时间要长,并且直到第清楚地说明过抽样并没有获得时但这并不能改善 (际上可能会恶 1帧才完全达到稳定状态。到第间上的好处。 2过抽样的第 1 0直 3倍帧化)瞬态期间的相邻信道抑制性能。

5帧,有效的滤波器频率响应还不甚至比 2倍过抽样的第 1帧还要这也会带来每一个子带的非线性相如非加权的 F T好。是因为滤波差,因为现在 5 2抽样中只有位响应。 F这 10个 器的抽头只是半充满。到全稳定 3个可用。通过将图 2图 3行达 2和进过抽样在瞬态期间展示更多细

状态花费了 1的时间(头乘比较,瞬态响应的细微差别就更节方面有一定的作用,但它不会缩 0帧 5抽以过抽样因子 )。 过抽样的影响 永 加清楚了 (意,由于输入抽样速短瞬态响应时间。■ (学编译 )注率从 1 2 MSs 64MSs 0 ./到 . 4 /的改变,

。 有人可能认为通过在滤波器组引起时间轴刻度不同)

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