模拟和数字(IIR)滤波器的CAD

本文以布特沃思型滤波器为例,提出了统一设计模拟和数字(IIR)滤波器传递函数的CAD方法,并给出了程序设计框图、设计举例和结果。只要给定滤波器的特性指标(通带最大衰减A_(max)、阻带最小衰减A_(max)、通带边界频率f_P、阻带边界频率fs及采样频率fa)就能迅速得到滤波器传递函数的系数、幅频值、相频值及幅频曲线。运用计算机设计方法,避免了设计过程中的繁复计算,大大加快了设计速度,并提高了设计精度。     

基于神经网络的数字滤波器无波纹优化设计

窗函数法设计的FIR滤波器已被广泛应用,但滤波器边界频率不易精确控制,不能分别控制通带与阻带的纹波幅度,在阻带边界频率附近的衰减最小。采用神经网络算法使所设计滤波器频响与理想频响之间的全局误差在通带与阻带内最小,使通带阻带无波动无过冲,阻带有更大的衰减,通带与阻带的边界频率容易控制。采用以上方法设计了一低通滤波器并在TMS320C5402 DSP上进行了实验,实验结果验证了算法的可行性,并改善了滤波器的性能。     

双模谐振器设计超宽带滤波器

利用双模谐振器设计一个结构新颖紧凑的超宽带(UWB)滤波器,该滤波器的通带为3.9~11.6 GHz,通带最低频率(FBW)达99%.两个衰减极点分别产生在靠近通带的两边,提高了通带频率的选择性.另外两个衰减极点产生在通带高频端的阻带内,抑制双模谐振器二次谐振产生的谐振模式,很好地改进了阻带性能.仿真和测量结果表明,通带内插入损耗低于1.0 dB(3.9~11.6 GHz),高阻带内插入损耗大于15.0 dB (12.0~19.5 GHz),整个通带内群延迟小于0.5 ns.仿真和测量结果很好地吻合,表明此超宽带滤波器的有效性.     

神经网络在4型FIR高阶多通带滤波器的自适应优化设计研究

提出了一种新的基于神经网络的FIR线性相位数字滤波器的自适应优化设计方法。根据4型FIR滤波器的幅频响应特性,构造出一个相应的神经网络模型,并建立了FIR线性相位数字滤波器的神经网络算法,该算法通过训练神经网络权值,使设计的数字滤波器与希望得到的FIR线性相位滤波器的幅频响应之间的误差平方和最小化,从而获得FIR线性相位数字滤波器的脉冲响应．提出并证明了该算法的收敛定理,给出了FIR高阶多通带滤波器自适应优化设计实例、计算机仿真结果表明,该算法计算精度高,收敛速度快;用该算法设计的高阶多通带滤波器,其幅频响应的阻带衰减很大,而通带波动很小。     

五阶IIR低通数字滤波器的性能

利用Matlab软件平台,以双线性变换法设计的五阶IIR数字低通滤波器为例,推导其阶数与通带最大衰减、阻带最小衰减、通带边界角频率、阻带边界角频率的关系式,并结合系统函数、Z域分析等理论,以及仿真结果对滤波器的过渡带和阻带进行深入分析.结果表明,五阶IIR数字低通滤波器是一个稳定的系统,相位在通带和阻带内出现延迟.当频率为0.25π rad/s时,相位状态存在反向突变,传输的信号包络崩溃并进入过渡带,此时,相位呈现超前状态;当阻带内幅度响应衰减为0后,系统信号仍存在相位变化,且有微量信号通过.     

改进的高性能级联积分梳状滤波器

为解决应用于采样率变换系统中的级联积分梳状(CIC)滤波器通带失真大和阻带衰减小对其应用的限制,在分析传统CIC滤波器传输函数和频谱特性的基础上,引入二级可调参数简单滤波器,设计一种高性能CIC滤波器。仿真结果表明,它与同级数规模的内插二阶多项式CIC滤波器相比,阻带衰减提高20dB;同锐化CIC滤波器相比,阻带衰减提高80dB;通带性能得到较大改善;实现复杂度较低。因此,它适用于对通带、阻带性能和实现复杂度要求较高的采样率变换系统。     

加窗全相位DFT数字滤波器

基于全相位离散傅里叶变换(DFT)数字滤波器的直接频域实现网络结构，对输入或输出数据加窗，导出了一种新型的加窗全相位DFT数字滤波器．其频率特性比不加窗的又有较大提高，幅频响应等于或逼近频率采样值，通带纹波极小，阻带衰减极大，过渡带陡峭，零相位，滤波性能和实现的简捷性超过其他传统方法．它除了可以采用通常的卷积结构外，也可采用直接频域网络实现，此文给出了它的直接频域网络组成及其简化算法，这种网络具有实时自设计功能，可构成时变系统，用于滤波器传递函数实时可变的场合，便于集成为频响和长度均可编程的通用零相位数字滤波器，它是数字滤波器的一种新的设计理念和实现结构。     

改进的高性能级联积分梳状滤波器

为解决应用于采样率变换系统中的级联积分梳状(CIC)滤波器通带失真大和阻带衰减小对其应用的限制,在分析传统CIC滤波器传输函数和频谱特性的基础上,引入二级可调参数简单滤波器,设计一种高性能CIC滤波器。仿真结果表明,它与同级数规模的内插二阶多项式CIC滤波器、锐化CIC滤波器相比,阻带衰减分别提高20dB、80dB;通带性能得到较大改善;实现复杂度较低。因此,它适用于对通带、阻带性能和实现复杂度要求较高的采样率变换系统。     

微带多耦合SIR带通滤波器的设计

基于微带SIR的特性,提出了一种紧凑的微带多耦合带通滤波器结构,介绍了通过控制微带SIR谐振器的阻抗比值来调整二阶通带中心频率的位置,从而实现二阶杂波抑制和改善滤波器上边阻带衰减特性的原理.最后设计了一个中心频率为3.65 GHz,分数带宽约为3.5%的微带多耦合SIR带通滤波器,仿真表明其频率响应在1阶杂波频点处有-10 dB左右的衰减,使得滤波器在上边阻带的衰减更陡峭,通带更对称.制作的电路在中心频率处的插入损耗测试结果为-3.2 dB,带宽大约为120 MHz,和仿真结果比较一致.     

基于FPGA的新型抗混叠CIC抽取滤波器的设计与实现

针对传统的积分梳状滤波器在用作抽取抗混叠滤波器时,通带偏差和混叠镜像衰减难以满足软件无线电系统需要的问题,设计采用内插二阶多项式级联锐化CIC滤波器的改进方法,扩展了其通带带宽的同时提高了阻带衰减,并应用SOPC设计软件dspbuilder在一片FPGA芯片上予以实现,简化了设计流程,降低了成本和开发周期.     

Frequency invariant beamforming via jointly optimizing spatial and frequency responses

An approach to designing broadband frequency invariant beamformer based on finite impulse response (FIR) filters via jointly optimizing the spatial and frequency responses is proposed. The beam responses are jointly optimized to satisfy both spatial and frequency domain specifications by designing a bank of FIR filters corresponding to the input channels. It minimizes the maximum error between the designed beam pattern and the desired one in the mainlobe area over the working frequency band, and guarantees the sidelobes in the passband and the beam magnitude responses in the stopband to be below some given threshold values. White noise gain constraint is used to improve the robustness of the beamformer against random errors. The beam patterns are expressed as a linear function of FIR filter impulse responses, and the design problem is formulated as the second-order cone programming (SOCP), which can be solved efficiently via the well-established interior point methods. Results of computer simulation and lake-experiment for a twelve-element semicircular array demonstrate superior performance of this approach in comparison to the existing approaches.     

Frequency invariant beamforming via jointly optimizing spatial and frequency responses

Inbroadbandarraysignalprocessing ,thespec tralcharacteristicsofthetargetaremostlyusedintargetdetectionandtargetclassification .Sincetheradiatednoiseofthetargetgenerallyspreadsoverawidefrequencyband ,distortioninthepowerspec trummightappearifthebeamformerresponsevarieswithfrequency .Theso calledfrequencyinvariantbeamformer (FIB)techniqueisrequiredasaremedy .AnFIBisabeamformerinwhichtheresponseisap proximatelyconstantoversomedesignbandwidth .InRef .[1],anapproachtodesigningbroadbandbeamformer…     

基于开环谐振器和非对称耦合线的三通带带通滤波器设计

利用枝节加载开环多模谐振器和非对称耦合线,设计了一种紧凑型三通带带通滤波器.该多模谐振器在通带内能产生3个奇模和3个偶模.运用奇偶模理论对该谐振器的特性进行分析,其通带边缘的多个传输零点,可显著提高滤波器的选择性和阻带特性,且通过调节非对称耦合线位置,还可以实现对传输零点的有效调控.该滤波器可应用于全球移动通信系统 GSM、全球定位系统和数字蜂窝系统 DCS.     

基于双模开环谐振器的双通带带通滤波器设计

利用加载T型枝节的单元开环双模谐振器的双模频率特性,设计了一种新型的双模双带滤波器.该滤波器具有多个传输零点,显著提高了通带的选择性和阻带特性,且滤波器的2个通带都具有良好的阻带深度和隔离度,通带的中心频率和带宽独立可控.     

基于导频的OFDM水下通信信道估计

信道估计是OFDM水下通信相干解调的必要步骤。通过插入位置已知的导频信息,OFDM接收机可以知道水声信道在导频位置的频率响应。根据插入导频位置的不同,信道估计的性能也有很大的差异。块状、梳状和分散型3种导频分布方式被证明分别适用于不同的水声信道环境。水声信道可以看做是一个梳状滤波器,通过信道估计可以得到试验信道的通带和阻带。阻带的信道估计错误往往要大于通带,尤其是当信道的相干带宽较小时,这种现象则更为明显。子载波间干扰会对信道估计性能造成很大影响,利用改进的变换域滤波器导频降噪方法可以有效地降低这种影响。     

FIR带通数字滤波器的有效实现

本文介绍了不对称和对称带通 FIR 滤波器。在单支路的实现中,滤波器由一个 RRS 滤波器和一个幅度均衡器级连组成;在两支路的实现中,每个支路由两个 FIR 节级连而成。在每一个支路中,第一个 FIR 节是成形滤波器,它有很稀疏的脉冲响应(这大大地减少了运算次数);第二个 FIR节是插入器,它把成形滤波器中不需要的通带频谱分量衰减到预给的阻带指标以下。用两个不同字长的 RRS 滤波器级连,可以使一个滤波器节的零点抵消另一个滤波器节的旁瓣峰值,并能减少计算的复杂性。这些结构能方便地调整带通滤波器的中心频率,并且具有良好的合入噪声和系数量化灵敏度特性。