数字滤波器（Digital Filter）是由数字乘法器、加法器和延时单元组成的一种算法或装置。数字滤波器处理的信号为离散的数字信号，在功能特性方面与模拟滤波器有许多相似之处，但在结构组成方面又有很大的差别。数字滤波器的功能是对输入离散信号的数字代码进行运算处理，以达到改变信号频谱的目的。数字滤波器可用软件实现，也可用专用电路实现，采用DSP芯片实现其运算是目前采用较多的方法。
模拟滤波器分为有源和无源两种类型。无源滤波器主要由R、L、C构成，有源滤波器主要由集成运放、电阻、电容构成。模拟滤波器存在着固有的电压漂移、温度漂移和噪声等各种问题，而数字滤波器则几乎不受影响，因而可以达到很高的稳定度和精度。
（一）数字滤波简介
数字滤波器的作用是利用离散时间系统的特性对输入信号波形（或频谱）进行加工处理，或者说利用数字方法按预定要求对信号进行变换，把输入序列x（n）变换成一定的输出序列y（n），如图4-14所示，从而达到改变信号频谱的目的。从广义上讲，数字滤波是由计算机程序来实现的，是具有某种算法的数字处理过程。
图4-14 数字滤波系统
（二）数字滤波器分类
与模拟滤波器一样，数字滤波器从功能上分成低通、高通、带通和带阻滤波器，它们的理想幅值特性如图4-15所示。这种理想滤波器在现实中是不可能实现的，因为它们的单位脉冲响应均是非因果（非因果就是当前的输出不仅与当前的输入有关，还与未来的输入有关）、无限长的，所以只能按照某些准则设计滤波器，使之尽可能逼近它，这些理想滤波器可作为逼近的标准。另外，需要注意的是数字滤波器的传输函数H（ejω）都是以周期的，滤波器的低通频带处于2π的整数倍处，而高频频带处于π的奇数倍附近，这和模拟滤波器是有区别的。
图4-15 理想低通、高通、带通、带阻滤波器幅值特性
（三）数字滤波器的技术要求(www.xing528.com)
常用数字滤波器一般属于选频滤波器，即频率选择的意思。假设数字滤波器传输函数H（ejω）表示为
对于各种理想滤波器，必须设计一个因果（系统的输出仅与当前与过去的输入有关，而与将来的输入无关）可实现的滤波器去实现。另外，也要考虑复杂性与成本问题，在通带和阻带中都有一定的误差容限，即通带不一定是完全水平的，阻带不一定都绝对衰减到零，而且在通带与阻带之间还应设置一定宽度的过渡带。
（四）数字滤波器的工程应用
数字滤波器在工程上应用十分广泛，如在军事上被大量应用于导航、制导、电子对抗、战场侦察；在电力系统中被应用于能源分布规划和自动检测；在环境保护中被应用于对空气污染和噪声干扰的自动监测。除此之外，数字滤波器还用于语音处理、图像处理、地质勘探、通信、音乐等领域。
例如，图4-16所示的汽车连杆硬度检测系统，在大批量汽车发动机连杆硬度检测中，可利用涡流传感器来实现连杆硬度的非接触、连续检测，并借助于计算机的数字处理能力，通过数字滤波器对汽车连杆的涡流信号进行分析处理。图4-16中的共轭滤波器可对相位差较小的涡流信号响应进行分类，把对应不同连杆硬度（合格、过软、过硬）的涡流响应分离开来。
图4-16 汽车连杆硬度检测系统结构图
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