归一化频率自适应梳状滤波器的稳定性分析

采用多个归一化频率估计器并联形成梳状滤波器, 以跟踪和检测平稳概周期信号各正弦成分的未知频率和未知幅值. 滤波器包括相互耦合的状态估计和频率估计两个非线性微分方程. 运用慢积分流形实现两个微分方程之间的解耦, 获得关于多个频率估计值的概周期非线性动力系统, 再应用平均方法导出估计频率的非线性自治方程. 分析了自治系统的三种局部稳定性: 孤立平衡点的指数稳定性, 中心流形存在性与半稳定性以及结构扰动下的有界性. 说明幅值估计与信号跟随的收敛性和有界性. 给出滤波器参数对频率跟踪和幅值估计的暂态和稳态性能的影响. 算法实现了在给定频率区间而不是给定数值条件下的正弦分量及其幅值的准确跟随, 并且响应速度不受正弦分量幅值大小的影响. 通过仿真验证了算法的有效性.     

基于基波频率估计的多谐波分析

采用自适应陷波滤波器实现基波频率可变的多谐波(包含整数次谐波和非整数次间谐波)分析. 算法包括基波频率估计器和多个二维正弦跟踪器, 形成缓慢自适应积分流形, 用李雅普诺夫定理和平均方法证明积分流形的存在性和稳定性. 若滤波器频率系数和信号的谐波结构相同, 该自适应陷波滤波器是一致渐近稳定的, 可按指数收敛准确跟随基波频率、每个谐波(间谐波)及其幅值. 导出了频率特性表达式和频率特性矩阵, 分析了滤波器参数对稳态频率特性的影响. 通过仿真证实算法的有效性, 并说明减小滤波器带宽参数和自适应增益能够获得更好的噪声特性.     

基于自适应陷波滤波器的频率和幅值估计

估计正弦信号的频率和幅值以实现准确信号跟随具有广泛的应用. 本文采用三维自适应陷波滤波器分析正弦信号, 提出了非归一化和归一化两种频率估计方法, 两种算法都具有圆形周期轨道, 能够获得信号的频率和幅值的准确估计以及正弦跟踪. 用Lyapunov定理和平均方法证明积分流形的存在性和一致渐近稳定性. 归一化算法改进了非归一化的收敛速度受制于信号幅值的缺点. 分析了估计器的带宽参数和频率自适应增益参数对频率跟踪暂态速度和稳态精度以及噪声特性的影响. 通过仿真证实了算法的有效性.     

梳状线可调带通滤波器的设计与仿真

针对现有的微带可调滤波器中心频率调节范围较窄的问题,依据梳状滤波器的原理和变容二极管的特性,设计出一种梳状线可调带通滤波器,经ADS仿真可得其中心频率可调范围达到0．49～5．08GHz、相对带宽仅为6．1％～9．4％,该梳状线可调带通滤波器具有中心频率调节范围很宽、结构简单、易于实现、易于扩展等优点,在工程上具有一定的推广应用价值。     

高精度正弦频率信号发生器的设计

为设计一种频率连续可调、频带宽、幅值稳定、波形平滑的正弦信号发生器,采用可编程逻辑阵列和锁相环技术相结合,对正弦波形进行多频段数字拟合,从而在很宽的频带内都能得到高精度的正弦波。阐述了系统结构和设计原理,并用实验结果表明该方案的可行性。     

基于梳状滤波器和子群算法的谐波检测装置

针对现有谐波与间谐波检测算法存在精度和实时性较差的问题,提出了一种基于梳状滤波器和子群思想的谐波与间谐波检测算法,并基于该算法设计了一种谐波检测装置。该装置首先采用梳状滤波器对信号进行谐波与间谐波的有效分离,然后采用间谐波子群算法对分离后的信号进行间谐波分量计算,用原始信号减去间谐波分量重构采样序列,最后再采用谐波子群算法计算谐波分量,从而实现了谐波的高精度检测。测试结果验证了该装置具有较高的检测精度。     

基于CIC抽取滤波器的谐波分析算法

为消除非同步采样引起的频谱泄漏,提高电网信号的谐波分析精度,提出了基于级联积分梳状(CIC)抽取滤波器的谐波分析算法。在前端AD过采样的情况下,该算法采用逆向搜索的方法实现非同步采样数据的整周期截断,用基于CIC抽取滤波器变频的方法实现信号采样频率与信号基波频率同步,通过快速傅立叶变换(FFT)得到信号频谱,计算基波及各次谐波的幅值和相位。仿真实验结果及误差分析表明,相对于常规的分析方法,该算法具有较高的测量精度。该算法对于非稳态周期信号的谐波分析只需单周期采样,简单易实现,是一种有效的测量方法。     

MRS接收系统压控窄带滤波器设计

传统核磁共振探测(MRS)在接收系统中的窄带滤波时,需调节输入时钟、滤波器Q值、放大倍数等控制参量,因此存在参量多、调节时间长的问题。利用VCA810压控放大器,设计了一款适用于核磁共振找水仪的窄带滤波电路。该滤波器具有增益恒定、带宽固定、噪声低和中心频率可调等优点,只要调节输入电压即可改变中心频率。测试表明,该滤波器具有中心频率连续可调、带宽恒定、增益为1、噪声低等特性,可替代传统核磁共振找水仪中的窄带滤波电路。     

基于TMS320F2812中频开关电源的软件设计

针对频率可调中频开关电源,采用TMS320LF2812定点32位DSP芯片,通过规则采样法产生三相SPWM波控制三相逆变器,实现频率可调的正弦电压输出.通过PI算法实现三相正弦电压幅值可调的闭环控制,并给出了系统的硬件组成和软件设计.     

一种从饱和正弦信号中恢复原信号幅值与相位的方法

本文面向电磁耦合传感系统,提出一种从饱和正弦信号中估计原信号幅值与相位的方法。该方法利用正弦信号具有大小变化和过零的特性,在饱和信号中提取未饱和部分信号样本;然后用基于最小二乘法拟合的线性矩阵计算,实现信号的正弦和余弦分量估计,计算得到信号幅值和相位。通过仿真考察饱和程度和噪声水平对恢复信号幅值和相位等参数的影响;结果表明,当满足足够的采样点数条件时,本方法能在一定的噪声下完成大范围（十倍饱和界限）饱和信号的恢复,并能够保证较高的信号提取精确度和计算速度。这为大范围饱和情况下的信号准确提取和扩大测量量程提供了依据。     

一种新型正弦跟踪微分器的研究与应用

过程信号的微分计算在控制工程领域有广泛的应用,但经典微分运算方法存在显著的噪声干扰放大效应.文中通过分析一种经典微分器的变形结构以及对象阶跃激励响应和斜坡激励响应的正弦滤波信号成分的构成,指出在较高的滤波频率下,可通过信号的正弦滤波或余弦滤波提取这些过程信号的微分信号.提出了一种由正弦滤波器和新型正弦跟踪器所构成的新型微分信号提取方法.该方法有效提高了提取微分信号的质量,与理想微分信号相比的近似度较高.文中提出的微分方法具有良好的抗噪声干扰特性,是线性滤波技术的发展与延伸,并具有良好的理论意义和实际应用前景,可作为经典控制理论的有益补充.数学分析、仿真实验和实际应用结果进一步证实了文中所述方法的正确性和有效性.     

An adaptive coherence filter

This paper derives an adaptive coherence filter for canceling interference from a signal of interest whose power spectral density is symmetric. A basic property of the Fourier transform of real signals is that their spectra are Hermitian symmetric. This property is exploited to determine which part of a spectrum is interference and which part is the signal of interest. An unconstrained Wiener filter is derived that exploits the frequency domain symmetry of the signal of interest. While the adaptive coherence filter is based on the Fourier transform property of real signals, an extension of the algorithm is provided so the filter can be used on any signal that displays spectral symmetry. A practical method for implementing the filter is provided. The filter has application in the area of telecommunications, but is applicable in wireless communication applications where a signal, that displays spectral symmetry, is corrupted by interfering signals within the signal of interest's bandwidth.     

一种31阶FIR数字滤波器的设计及实现

利用EDA技术实现硬件设计的最典型方法是用QuartusII设计完成的,但是此方法并不适用于涉及算法类或信号处理的设计项目。Altera公司2002年推出的DSPBuilder可以很好地帮助设计者完成此类设计项目。常用的数字滤波器有无限长冲激响应型（IIR）和有限长冲激响应（FIR）型,其中FIR型可以采用FFT来快速实现滤波,且相位具有严格线性关系,非常适合数字通信的要求。直接数字频率合成器（DDS）是一种广泛应用的数字频率合成技术,它的相对带宽、频率转换时间、相位连续性、高分辨率以及集成度等一系列性能指标远远超过传统的频率合成技术。为此,文章详细介绍了Matlab、DSPBuilder和QuartusJl三个软件联合开发数字滤波器的方法,并使用DDS产生频率信号测试了滤波器的效果。     

基于非高斯二维Gabor滤波器的生物特征提取算法

Gabor滤波器是一种非常有效的图像纹理特征提取算子。Gabor滤波器可以看作是高斯核函数在频域由复正弦函数调制而成,其频谱仍是高斯函数。采用Gabor滤波器对图像进行滤波处理时,图像所包含的位于高斯函数的频带范围之外的非高斯频谱上的重要信息并不能被Gabor滤波器所提取。提出另外一种二维非高斯Gabor滤波器用于生物特征提取。在所提二维非高斯Gabor滤波器中引入了一个新的参数。这个新参数可以控制二维非高斯Gabor滤波器包络的形状。为了证明所提出的非高斯Gabor滤波器的优越性,在人脸和掌纹数据库中做了大量的实验。实验结果表明,提出的二维非高斯Gabor滤波器的性能相比于传统二维Gabor滤波器有较大的提高。     

Comb filters — simulation and design

In this paper a technique in given for the simulation and implementation of comb filters. An apropriate discrete model of the comb filter is choosen and through simulation technique are calculated and optimized its parameters. As it is known comb filters are used for different applications (radars, control systems, e.t.c.) and give really good results. Before the realization the filter is simulated in time and frequency domain and tested through an appropriate computer program such as to obtain the desired frequency response. The used method is the “direct synthesis” of a digital filter.     

Design of input signals for parameter estimation

The optimum energy-constrained and time-constrained input signal is obtained for estimating the parameters of a system. The output is corrupted by nonstationary, nonwhite additive observation noise, and the observation time is finite. The reproducing kernel Hilbert space formulation is used to obtain the parameter estimates and the error covariance matrix in terms of the input. The performance index, assumed to be a function of the error covariance matrix, is minimized by a variational procedure. A necessary condition for optimality is that the input satisfy a nonlinear Fredholm equation. An example estimates the gain of a single time constant system where the observation noise has an exponential autocorrelation function. For broadband noise, the optimum input is a portion of a sinusoid. For a noise bandwidth narrower than the system bandwidth, the optimum input switches sign as rapidly as possible, but near-optimum performance can be obtained with a relatively high frequency sinusoidal input.