Differences between four kinds o

摘要：文章重点比较了模拟低通、模拟高通、数字低通、数字高通滤波器的相位响应特性。通过滤波实例直观地看出滤波前后的波形变化，进步一加深相位线性变化对滤波影响的理解。

1. Low Pass Analog Filter

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上图分别选取不同频率（）的波通过模拟低通滤波器，图5是所有的组合通过情况，图6是低频的组合通过的情况：

• 随着的增大，通过的幅度越来越小；
• 通过的波存在相位延迟，这和相位响应是一致的；
• 图5表示滤波的过程，留下低频成分；
• 图6可以看出低频信号通过滤波器，只有相位移动，原因是在呈现线性变化，故信号不失真。

2. High Pass Analog Filter

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上图分别选取不同频率（）的波通过模拟低通滤波器，图5是所有的组合通过情况，图6是高频的组合通过的情况：

• 随着的增大，通过的幅度越来越大，体现高通的特性；
• 通过的波存在相位超前，这和相位响应对应的位置是一致的；
• 图5表示滤波的过程，留下高频频成分；
• 图6可以看出高频信号通过滤波器，形状发生改变，原因是在不呈现线性变化，故信号失真。

3. Low Pass Digital Filter

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上图分别选取不同频率（）的波通过数字低通滤波器，图5是所有的组合通过情况，图6是低频的组合通过的情况：

• 随着的增大，通过的幅度越来越小，体现高通的性质；
• 通过的波存在相位延迟，这和相位响应是一致的；
• 图5表示滤波的过程，留下低频成分；
• 图6可以看出低频信号通过滤波器，只有相位移动，原因是在呈现线性变化，故信号不失真。

4. Low Pass Digital Filter

4types_hpsi_lp.jpg 4types_xy_hpz.jpg

上图分别选取不同频率（）的波通过数字低通滤波器，图5是所有的组合通过情况，图6是高频的组合通过的情况：

• 随着的增大，通过的幅度越来越大，体现高通的性质；
• 图1~4的波的相位变化不是很明显，理论上是超前的；
• 图5表示滤波的过程，留下高频频成分；
• 图6可以看高频出信号通过滤波器，信号基本上只有相位移动，图形基本不失真，原因是在呈现线性变化，故信号不失真。

总结：

1. 滤波器的频率响应或决定了哪些频率的波可以通过系统；
2. 滤波器的相位响应或决定了波通过的相位变化，线性变化的相位响应不会改变信号组合的形状。非线性变化的相位响应会改变信号组合的形状，但不会改变单频信号的形状；
3. 在处理如声音这类不容易听出变化的信号，可以采用具有非线性相位变化的滤波器，IIR滤波器能够应付；
4. 在处理如图像这类容易看出变化的信号，宜采用具有线性相位变化的滤波器，因此FIR有限长度滤波器孕育而生。

有关FIR数字滤波器的MATLAB实验敬请期待。感谢中国MOOC学院北京交通大学陈后金老师《数字信号处理》的课程。