多通带低群延迟误差FIR滤波器设计的迭代算法

常数低群延迟有限冲击响应（FIR）滤波器在通信等领域得到了广泛应用,尤其是要求无波形失真、信号延迟小的场合。而低群延迟的FIR滤波器,其相位响应只能做到近似线性相位,其群延迟只能做到近似常数。为了减小与期望常数群延迟之间的误差,最近提出的通过迭代更新相位误差上界函数来逐步减小群延迟误差的方法,只考虑了单通带滤波器的minimax设计。本文将把该方法推广至多通带FIR滤波器的minimax设计和约束最小二乘设计,先对各通带单独处理使每个通带的最大群延迟误差有效降低后,再考虑各通带之间平衡,对各子带的最大群延迟误差进行折中,进而使整个通带上的最大群延迟误差继续减小。对约束最小二乘设计还特别考虑了通过修改收敛参数来解决相位误差约束过紧时设计问题无解的问题。仿真实例表明,该方法能有效减小多通带滤波器的最大群延迟误差。      

一种数字全通滤波器的设计方法研究

研究了一种数字全通滤波器的设计方法.对于一个平稳的全通滤波器,其分母多项式一定具有最小相位.该方法是基于最小相位滤波器的复倒谱系数和其群迟延函数以及其系统函数之间的关系,通过一个非线性的递归方程求解分母多项式的系数.由全通滤波器的特性已知,分母系数可以完全决定全通滤波器的传递函数.仿真结果表明这种方法能够使所设计滤波器的群延迟特性在整个频率范围内以近似理想的群延迟特性存在.并结合实现提出了一种用FIR逼近IIR的方法.     

一种二阶锥规划通带线性相位FIR滤波器的设计

在有限冲激响应（Finite Impulse Response,FIR）滤波器设计中,如果系统只要求通带或某个频域区间具有线性相位而其他频域区间相位非线性,则系数对称的FIR滤波器设计方法不再适用。为此,提出了一种基于二阶锥规划（Second-Order Cone Programming,SOCP）的通带线性相位FIR滤波器设计方法。该方法使用二阶锥规划实现滤波器设计,其中优化目标为通带最小群延迟,约束条件为全频域振幅误差。实验结果显示,所提方法设计的FIR滤波器有着很好的幅频特性和通带线性相位,通带群延迟误差很小。该方法实现简单,计算复杂度低,可以广泛应用于数字信号处理领域。     

基于FIR与相位补偿IIR滤波器的雷达回波信号处理

FIR与IIR频率选择滤波器的设计,被广泛应用于数字信号处理领域之中。文章以雷达回波信号的数字处理为例,首先分别设计FIR,IIR滤波器完成了对信号特定频率分量的滤除。进而,针对IIR滤波器的非线性相位,基于最优化设计全通系统实现了相位补偿,并对FIR,IIR滤波器进行了综合比较。     

FIR数字滤波器幅频响应约束最大加权相位误差最小化设计

多数信号滤波应用,对滤波器幅频响应的要求高于相频响应.本文研究了满足幅频响应约束的有限脉冲响应（Infinite Impulse Response,FIR）数字滤波器设计,提出了最大加权相位误差最小化方法.用凸的椭圆误差约束代替非凸的幅值误差约束,将设计问题转化为凸问题;通过与二分技术结合,提出了给定权函数的幅值误差约束最大加权相位误差最小化设计的求解算法.以此算法为核心,构建了迭代重加权最大加权相位误差最小化算法,其中的权函数不再固定,而是基于修改的群延迟误差包络线在迭代中不断更新.权函数收敛后,所得滤波器具有近似等纹波的群延迟误差,最大群延迟误差得到了有效减小.仿真实验表明,与现有相位误差约束最大幅值误差最小化方法相比,得到的FIR滤波器具有更小的最大相位误差和最大群延迟误差.     

基于无限冲激响应的微波光子级联滤波器

为进一步拓展微波光子滤波器的 FSR(自由谱范围)和提高滤波器的Q值,进行了 IIR(无限冲激响应)滤波器分别与FIR(有限冲激响应)滤波器和 IIR滤波器级联的研究。分析了两种级联结构的滤波特性并给出了相应的传输函数。IIR滤波器与FIR滤波器级联后的FSR与Q值是IIR滤波器的2n倍;IIR滤波器与IIR滤波器级联后的FSR是各个IIR滤波器的FSR的最小公倍数。用 Matlab软件仿真验证了两种级联结构的频率响应特性,实验验证了 IIR滤波器与 IIR滤波器的级联特性。IIR滤波器与 IIR滤波器的级联有望实现宽频率范围内的单通带滤波器。     

基于群延迟优化的IIR数字滤波器设计

针对IIR数字滤波器位于通带的频率相量延迟不同的时间量,提出了一种群延迟优化方法。对于级联型IIR滤波器系统,该方法在每一级滤波器后接入一个全通滤波器,对设计完成的全通滤波器进行零极点分析,通过分析零极点在z平面的位置,评估全通滤波器以及整个数字滤波器级联情况的稳定性。仿真实验采用8阶的巴特沃斯低通滤波器,在0～150 Hz的通带范围内,采样率48 kHz,群延迟优化采用一阶的全通滤波器,仿真结果显示该方法将群延迟的变化量在原有的系统上优化了49.58%。对比其他主流的方法,本文的方法具有计算量小和易于实现的优点。     

关于FIR滤波器窗函数设计法的若干问题讨论

本文针对利用窗函数设计法设计FIR滤波器时所遇到的一些常见问题,例如如何理解吉布斯效应、加窗后的FIR低通滤波器幅度函数特性与IIR滤波器的区别、怎样理解阻带频率和阻带最小衰减、如何进行FIR滤波器指标验证以及利用窗函数法设计线性相位FIR高通滤波器等问题,结合实验设计举例进行了较为详细的讨论和Matlab仿真分析,帮助学生拓展对相关问题的思考,加深对窗函数设计法的理解和应用.     

DSSS系统中基于WHT的自适应干扰抑制

本文提出了一种新的DSSS系统自适应干扰抑制方案。针对Wigner-Ville分布的不足,采用WHT来分析接收信号,并从中提取干扰瞬时频率以设计时变IIR滤波器。和通常采用的线性相位FIR滤波器相比,IIR滤波器具有理想的点阻特性。仿真结果证实IIR滤波器的BER性能好于FIR滤波器。     

基于Lerner滤波器的线性相位音频均衡器设计方法

IIR(Infinite Impulse Response)滤波器设计的音频均衡器存在相位失真,而FIR(Finite Impulse Response)滤波器设计的音频均衡器的计算复杂度较高.Lerner滤波器具有近似线性相位、计算复杂度偏低等特点,提出了基于Lerner滤波器实现线性相位均衡器的方法,并给出了实现均衡器的结构和详细的设计步骤.计算机仿真结果表明该方法设计的均衡器具有频率选择性好、近似线性相位的优点.     

基于LabWindows/CVI和Matlab的滤波器设计

用LabWindows/CVI可以方便的设计出界面,结合Matlab作为控件,设计FIR和IIR滤波器。包括:低通,高通,带通和带阻滤波器。设计的滤波器面板可以输入各种滤波器参数,能够接收数据并进行滤波和结果显示,并对结果进行保存。这种方法设计的虚拟滤波器功能强大,可以很好地用于实际中。     

具有近似线性相位特性的多相波数字滤波器的设计

不考虑相位失真,而要求满足比较苛刻的振幅特性的时候,和FIR滤波器比较起来,采用 IIR 滤波器,计算量要小很多.但对某些IIR滤波器,采取适当的方法,也可以使其相位失真变得很小.本文提出一种新的设计方法,用来设计振幅响应完全满足设计要求,而相位特性用Chebyshev 近似来实现的多相波数字滤波器.这种方法的关键在于确定通带中的若干衰减零点.文中对需要的最小衰减零点数作了估计.实例表明,用这种方法设计的滤波器,时延小,相位特性非常接近线性.     

数字FIR滤波器的设计与实现

数字滤波器是一种用来过滤时间离散信号的数字系统，通过对抽样数据进行数学处理来达到频域滤波的目的。根据其单位冲激响应函数的时域特性可分为两类：无限冲激响应（IIR）滤波器和有限冲激响应（FIR）滤波器。与IIR滤波器相比，FIR的实现是非递归的，它总是稳定的，更重要的是，FIR滤波器在满足幅频响应要求的同时，可以获得严格的线性相位特性。因此，它在高保真的信号处理，[第一段]     

粒子群优化算法在FIR数字滤波器设计中的应用

本文针对有限脉冲响应(FIR)数字滤波器的设计实质上是一个多参数优化问题,提出了一种用粒子群优化算法(PSO)设计FIR数字滤波器的方法.首先将滤波器的设计问题转化为滤波器参数的优化问题,然后利用粒子群优化算法对整个参数空间进行高效并行搜索以获得参数的最优化.FIR数字低通、带通滤波器设计实例证明了该方法的有效性和优越性.     

低通混响滤波器设计及其性能分析

给出了嵌套的低通混响滤波器的统一设计结构。针对一阶FIR,IIR低通滤波器,分析了系统稳定性的条件;同时分析了嵌套结构的低通梳状滤波器性能。仿真结果表明,与其他结构的梳状滤波器相比,嵌套的低通梳状滤波器结构更有效。     

基于遗传算法的FIR可变分数延迟滤波器设计

分数延迟滤波器广泛用于语音处理,回声消除,多速率信号处理等方面.文中设计的FIR可变分数延迟滤波器用于解决全数字接收机的时钟同步问题.首先用传统的加权最小平方误差方法设计出滤波器参数,然后通过遗传算法对参数进行优化并通过matlab仿真验证算法的有效性,仿真结果表明所设计的滤波器有很好的幅度特性和相位延迟特性.     

用FPGA实现IIR数字滤波器

数字滤波器是数字信号处理的关键组件之一，主要由加(减)法器、乘法器、延迟模块等部分组成。按单位脉冲响应长度，数字滤波器可分为无限脉冲响应滤波器和有限脉冲响应滤波器两类，分别称为IIR滤波器和FIR滤波器。本文以设计二阶无限脉冲响应滤波器IIR滤波器为例，选用ALTERA公司的FLEXl0KA系列FPGA，表述从单元设计、逻辑综合、布局布线到仿真验征的设计流程。     

基于神经网络的4型FIR滤波器的优化设计

详细讨论了4型线性相位滤波器的幅频特性与正弦基函数神经网络算法的关系,分析了神经网络系统的稳定条件,给出了FIR滤波器优化设计实例。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。计算机仿真表明了该算法的有效性和优异性能。     

关于数字滤波器与线性相位特征的讨论

针对FIR数字滤波器具有线性相位的充要条件,本文给出了必要性命题的严格证明,即证明线性相位FIR系统的单位脉冲响应必然为奇对称或偶对称,以弥补相关教材在这一问题论述的不足。论文由该证明过程进一步指出,有限阶次的因果IIR数字滤波器不可能具有线性相位。     

基于FPGA的IIR数字滤波器的实现

数字信号处理在科学和工程技术许多领域中得到广泛的应用,与FIR数字滤波器相比,IIR数字滤波器可以用较低的阶数获得较高的选择性,本文采用一种基于FPGA的IIR数字滤波器的设计方案,首先分析了IIR数字滤波器的原理及设计方法,然后通过MAX＋PLUSⅡ的设计平台,采用自顶向下的模块化设计思想将整个IIR数字滤波器分为：时序控制、延时、补码乘加和累加4个功能模块。分别对各模块采用VHDL进行描述后,进行了仿真和综合。仿真结果表明,本课题所设计的IIR数字滤波器运算速度较快,系数改变灵活,有较好的参考价值。