
滤波器的功能在于筛选信号中的特定频率成分,剔除不需要的频率成分。在频域中,我们需要用傅里叶变换将信号转化为频谱,让需要的频率乘以1,不需要的频率乘以0。基于此原理,数字滤波器可以在频域内设计好传递函数,与信号的傅里叶变换相乘,再进行反变换,从而实现滤波。此外,传递函数也可以被反傅里叶变换,形成时域或空域的模板,再对原始信号进行卷积运算。
数字滤波器利用了当前点前后数据的特点,因此滤波器模板呈现对称性,不会造成相移。而模拟滤波器由于只能利用过去信号,未来信号未知,所以其滤波器模板不具备对称性,必然会产生相移。
在实现方式上,数字滤波器可以借助逻辑器件或可编程器件轻松构建,而模拟滤波器则需要依赖电阻、电容、电感等组件的组合电路来实现,这使得模拟滤波器的构建相对复杂。
数字滤波器的滤波速度相对较慢,因为涉及多次傅里叶变换与反变换操作。而模拟滤波器的滤波速度则非常快,因为信号输入后几乎立刻就能得到输出,无需经过复杂的计算步骤。