一种可配置数字滤波器设计及其ASIC实现

针对一种行业专网用带宽可变频点可变无线射频芯片的需求,设计一种可配置数字滤波器系统结构。该结构通过CIC滤波器组减少系统中FIR滤波器的阶数和系数,并采用补偿滤波器和增益校正模块减小信号失真;带宽通道配置模块选取CIC滤波器组的抽取因子、FIR滤波器系数等参数,实现带宽可变、频点可变的功能。采用Global Foundry 0.18μm工艺进行ASIC设计,通过系统优化减少数字滤波器内部数据位宽,并采用CSD编码系数等面积优化方法,使版图面积减少30%。研究结果表明:所设计数字滤波器实现了5 kHz~2 MHz等带宽信号的选取,其通带波纹小于0.015 dB,阻带衰减大于55 dB,过渡带宽不大于通带宽度。     

FIR数字滤波器设计的小波逼近方法

ＦＩＲ数字滤波器（ＦＩＲＤＦ）软件设计方法一般采用Ｆｏｕｒｉｅｒ级数法、频率抽样法和切比雪夫最佳一致逼近法．由于常规ＦＩＲＤＦ设计方法的自身特点，要取得通带、阻带和过渡带性能都最优的滤波器很困难，并且难以实现灵活可调的多通带（阻带）线性相位滤波器．文中分析了ＦＩＲＤＦ的特点之后，根据小波理论中连续小波变换的性质和函数逼近理论，提出了ＦＩＲＤＦ设计的新方法——小波逼近方法．利用多个小波函数来逼近理想滤波器的频率特性．结果表明，ＦＩＲＤＦ设计的小波方法比切比雪夫逼近法和离散小波变换共轭镜象滤波器方法，其计算过程更灵活，带宽选择更方便，计算速度更快．根据不同的滤波要求，很容易设计多通带的带通滤波器和多通带移相器．     

用于视频编码的维纳滤波器抽头系数表示新方法

针对已有视频编码系统中自适应环路滤波器抽头系数编码方法存在冗余的问题,提出一种基于直流补偿的抽头系数编码表示方法(DCTCC).首先,对解码恢复图像与原始图像的直流差值进行补偿;然后,以直流补偿后的恢复图像为输入信号、原始图像为期望值设计维纳滤波器,进一步补偿恢复图像的交流失真;最后,仅编码传送所设计滤波器的各非中心抽头系数,而根据提出的抽头系数之和等于1的特点则可计算得到中心抽头系数数值,从而提高滤波器参数传送效率.实验数据表明,对于所用的各种格式视频测试序列,DCTCC的编码效率均优于已有自适应环路滤波方法,与H.264/AVC标准相比,DCTCC的编码效率最高可达26.31%.     

基于MATLAB的数字滤波器设计

根据FIR数字滤波器设计的基本原理，利用MATLAB实现数学逼近理论，分别对窗函数、频率取样和切比雪夫等波纹优化设计三种FIR数字滤波器的设计方法进行模拟仿真．三种结果的比较发现，在同样阶数下，优化设计可以获得最佳的频率特性和衰耗特性，具有通带和阻带平坦，过渡带窄等优点。     

一种提高船舶导航雷达远距离探测能力的方法

船舶导航雷达接收机的中频窄带滤波器性能直接影响到雷达对远距离目标的探测能力。提出了构造一种提高船舶雷达远距离回波信号信噪比的“匹配滤波器”的方法。通过阻抗变换的方法设计高Q窄带中频滤波器,达到了2 MHz的通带宽度,小于3 dB的带内插损以及较高的矩形系数等设计目标。将滤波器运用于实际的船舶导航雷达接收机中,有效提高了雷达的探测距离。设计的窄带滤波器还有体积小、结构简单、制作方便、成本低等特点。     

高阶∑△ADC的抽取滤波器的设计

通过优化和改进梳状滤波器结构,采用FIR补偿滤波器以补偿通带衰减,并合理安排硬件电路以节省面积,设计了一种高速、低功耗高阶∑△ADC中的抽取滤波器.应用Matlab进行电路仿真,该滤波器阻带衰减为-65 dB,通带纹波为±0.05 dB,过渡带为0.454fs～0.583fs.经过VerilogXL和系统验证,该滤波器完全满足∑△ADC的系统要求.     

基于CFA的巴特沃斯低通滤波器设计和仿真

选用一种典型的电流反馈型运放设计了巴特沃斯低通滤波器.详细论述电路结构、元件参数选择方法以及仿真结果.用巴特沃斯多项式逼近电路传递函数,得到巴特沃斯滤波器.结合数学方法和电路约束条件设计一种新的参数计算方法,该方法克服了常用方法中等值元件法和单位增益法的缺点.仿真结果表明,滤波器的通带增益为18 dB,上限截止频率为10 MHz,通带增益起伏为4 dB,过渡带下降速率为60 dB/dec.     

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。     

一种小型梳状线滤波器的设计

在高介电常数基片上直接制作一种微带带通滤波器,利用交叉耦合方法提高通带边缘的陡度,并在耦合谐振器中应用屏蔽线来减弱耦合系数以缩小滤波器的尺寸．所设计制作的小型微带梳状线带通滤波器的实测数据验证了此设计方法的正确性．     

基于Z域的参差数字MTI性能分析方法的研究

动目标显示（MTI）是提高雷达在杂波中的检测概率的一种重要方法。参差MTI具有改善盲速的优点，但是由于其采样是参差的，因而难以得到其性能函数的解析表达式。本文依据数字MTI滤波器的特点，提出了一种基于Z域的参差MTI性能分析方法，推导了其滤波器的传输函数的解析表达式，并在此基础上得到了参差变周MTI的速度响应、信杂比增益及改善因子等的解析计算式。     

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。     

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.     

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_(min)、通带边界频率f_p、阻带边界频率f_s及采样频率f_a)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。     

线性相位二维递归数字滤波器组的设计

提出一种线性相位二维递归数字滤波器组的设计方法.这种设计是以 S 域一维(1-D)贝塞尔函数为原型的低通滤波器的传递函数,通过一维 S 域至二维 Z 域的双线性变换,实现线性相位二维递归数字滤波器.所实现的二维数字滤波器不仅保持贝塞尔滤波器通带内相位线性、阻带内相位近似线性的优点,而且能利用一维至二维的双线性变换压缩过渡带,使过渡带变得陡峭、阻带衰减增加.采用本文的设计方法,利用低阶的线性相位递归数字滤波器组,即可实现高性能的二维分析与综合数字滤波器组,完成图象的子带分割与重建功能.计算机仿真实验证明所提出的设计方法是正确的、有效的.     

基于分支线加载的紧凑微带双通带滤波器设计

提出了一种紧凑的零度馈电的具有分支线加载的具有3个传输零点的微带双带通滤波器。首先完成了中心频率2．4 GHz的微带单带通滤波器设计,再次完成了加载分支线的优化仿真设计,最终实现了2．4／3．5 GHz微带双通带滤波器,实测和仿真结果吻合较好,实测得到了的第一、二通带相对带宽大于5％,第一通带内插损小于1．5dB,第二通带内插损小于3 dB。提出的分支加载的微带双带通滤波器具有设计简单、结构紧凑、很好的选择性等优点,可以满足无线局域网（WLAN）系统和固定无线接入（FWA）通信需要。     

应用于光纤通信DWDM系统的超窄带滤光片的设计

设计光纤通信中波分复用（DWDM）器件所用的超窄带滤光片（NBPF0,该器件能够实现合／分波的功能,避免串扰,具有矩形通带和较高的抑制比,通过理论分析及实验,提出了采用多腔F－P滤光片设计DWDM用超窄带滤光片的方法,并举例设计200GHz的滤光片,它能够满足通信指标,具有符合要求的矩形通带和波纹,插入损耗和偏振相损耗在偏差要求范围之内,信道宽度满足指定范围,同时每层膜的厚度为规整的λ／4,达用于极值监控。     

MTI雷达密集假目标干扰效果仿真研究

动目标显示(MTI)技术是雷达在杂波环境中发现运动目标的有效手段,文章介绍了MTI的基本原理、典型的级联MTI滤波器以及参差情况下时变加权实现MTI、AMTI滤波的基本原理。建立了MTI、AMTI信号处理系统仿真模型,得到了多种情况下密集假目标对MTI、AMTI雷达干扰仿真结果,为密集假目标的现实运用提供了有用的结论。     

Adaptive Hammerstein Predistorter Using the Recursive Prediction Error Method

The digital baseband predistorter is an effective technique to compensate for the nonlinearity of power amplifiers （PAs） with memory effects. However, most available adaptive predistorters based on direct learning architectures suffer from slow convergence speeds. In this paper, the recursive prediction error method is used to construct an adaptive Hammerstein predistorter based on the direct learning architecture, which is used to linearize the Wiener PA model. The effectiveness of the scheme is demonstrated on a digital video broadcasting-terrestrial system. Simulation results show that the predistorter outperforms previous predistorters based on direct learning architectures in terms of convergence speed and linearization. A similar algorithm can be applied to estimate the Wiener PA model, which will achieve high model accuracy.     

基于FPGA的高速、高阶FIR滤波器设计

基于FPGA的查找表LUT结构,提出了一种改进DA算法,在时域实现高速、高阶FIR滤波器,以满足雷达数字脉冲压缩的需要,并在Xilinx公司的VertexIIFPGA上进行了试验验证。     

全相位IDCT/DCT滤波器的快速实现结构

为了充分发挥DCT在数字滤波领域的应用，提出了全相位IDCT和DCT（APIDCT／APDCT）滤波器的3种快速实现结构，即直接列率域的递归实现结构、时域等价结构实现和列率域等价结构实现结构．在直接列率域的递归实现结构中给出了输入部分全相位数据空间相邻向量间的DCT和IDCT变换之间的递推关系；在APIDCT／AP—DCT的时域等价结构实现和APIDCT／APDCT的列率域等价结构实现中给出了过渡矩阵变换的表达式．3种快速实现结构都能实时地调节滤波器频率响应，具有实时自设计功能．直接列率域的递归实现结构适用于连续的数据流处理场合，而APIDCT／APDCT的列率域等价结构实现尤其适用于窄带滤波的场合．