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.     

有限冲击响应数字滤波器的DSP实现

数字滤波是信号处理过程的主要方式,FIR数字滤波器以其系统稳定和易实现线性相位应用更为广泛。设计了采用窗函数法的FIR数字带通滤波器,在DSP中采用单采样模式,在每一个采样周期内只产生一个信号输出值,实时处理采样后的信号。通过MATLAB进行滤波器的仿真,修改滤波器的参数使其达到设计指标。利用窗函数法设立的FIR数字滤波器,是获得较好的主瓣最大能量和旁瓣衰减意义下的最佳设计方法。     

浅谈学习窗函数法设计FIR数字滤波器体会

FIR数字滤波器在工程上运用广泛,窗函数法设计FIR数字滤波器是典型的设计方法.目前,相关课程的教科书对窗函数法设计FIR数字滤波器这部分内容讲解不够细致,学生掌握感到有难度.本文针对窗函数法设计FIR数字滤波器的相关问题,即数字滤波器与模拟样本滤波器的关系、截断点如何取值和数字滤波器的线性相移特性,结合实例进行分析,并借助Matlab仿真软件对设计进行了分析和验证.     

FIR滤波器线性相位特性的研究

本文通过对滤波器的线性相位研究,介绍FIR滤波器的线性相位的4种特性,详细分析了FIR滤波器的线性相位的幅度特性,并在MATLAB下对FIR滤波器的4种特性进行模拟仿真实验,得到FIR数字滤波器的相位特性只取决于冲击响应的对称性.     

基于雷米兹交换算法设计线性相位对数FIR滤波器

根据线性相位对数FIR滤波器幅度响应与线性相位FIR滤波器幅度响应的关系 ,将线性相位对数滤波器设计转换为线性相位FIR滤波器设计。该方法直接采用雷米兹交换算法即可获得线性相位对数滤波器通带和阻带的等纹波特性。另外 ,该方法既可基于频域均匀采样也可基于频域非均匀采样 ,具有一定的通用性和灵活性     

二维线性相位FIR数字滤波器的优化设计

该文提出了一种用神经网络算法来设计二维线性相位数字滤波器的新方法。通过分析二维FIR线性相位滤波器的幅频响应特性,建立了神经网络算法。根据给定的幅频响应指标,按该算法可获得滤波器系数。为保证该算法的稳定性,提出并证明了该算法的收敛定理。文中给出了圆对称和矩形对称二维低通线性相位FIR数字滤波器优化设计实例。计算机仿真结果表明由该方法设计的二维数字滤波器,通带和阻带范围波动小,所需计算量非常少,稳定性强,因而是一种优异的设计方法。     

基于两种对称频率采样的全相位FIR滤波器设计

该文提出基于两种对称频率采样的全相位FIR滤波器设计方法,证明了在无窗和单窗情况下, 依据传统对称和偶对称的频率向量设计出的全相位传递曲线分别通过/N的偶数倍和奇数倍的数字角频率点, 因而全相位滤波器可较精确地控制边界频率。仿真实验证明, 这两种类型的全相位滤波器性能优于神经网络方法设计出的滤波器。     

基于Matlab的FIR滤波器在DSP中的实现

本文主要对基于Matlab的FIR数字滤波器的设计与如何在DSPOP得到实现进行了研究,介绍Matlab中实现FIR滤波器设计的窗函数法。并结合具体的实例,介绍了如何将Matlab设计的滤波器完成到DSP的FIR滤波器的转化。     

基于FIR数字滤波器的Matlab设计

阐述了FIR数字滤波器的窗函数设计方法,并利用Matlab语言实现了滤波器的设计与仿真。Matlab语言可以方便、快捷地设计具有严格线性相位的FIR系统,可节省大量的编程时间,提高编程效率,且参数的修改也十分方便。随着版本的不断提高,Matlab在数字滤波技术中会发挥更大的作用。     

基于PSWF窗的线性相位FIR-BSF设计

针对基于椭圆球面波函数(PSWF)的带阻滤波器(BSF)设计方案研究空白,为发挥PSWF的优势、提升有限脉冲响应(FIR)数字滤波器性能,采用由Hermite函数逼近法得到的PSWF显式渐近表达式产生第0阶PSWF脉冲信号。在此基础上,与其他主流窗函数进行对比,验证了第0阶PSWF窗的最佳时频能量聚集性。同时,给出了基于PSWF窗的线性相位FIR-BSF设计方案与评价指标,并从3个方面进行了数值分析。结果表明:①与其他主流窗函数相比,采用第0阶PSWF窗设计BSF可以使得其阻带衰减至少下降15 dB,过渡带宽、通带内衰减、通带波纹等性能指标有不同程度的提升;②通过对相关参数(时间带宽积、窗口长度)变化规律的数值分析可知, PSWF的时间带宽积可控性能够为FIR数字滤波器设计提供更强的灵活性。     

Complex coefficient fir digital filters

The complex FIR digital filter is a filter that has complex coefficients in itsZ-domain transfer function. The set of coefficients is determined, based on some criterion, to meet predefined requirements. On this basis, an algorithm is proposed for designing FIR digital filters with asymmetric amplitude response in conjunction with linear phase. Minimax approximation has been adopted for determining the set of coefficients, where the associated set of overdetermined linear equations is solved by using an efficient linear programming algorithm. Computer simulations show that, to meet prescribed specifications, the proposed design algorithm yields a complex FIR digital filter with the lowest order.     

一维线性相位FIR数字滤波器的频域最小平方误差设计方法

本文提出了一种设计一维线性相位FIR数字滤波器的新方法。该方法采用频域的最小平方误差函数使所求的增益特性逼近所希望的增益特性 ,其计算公式非常简单 ,并可设计任意形状增益特性的FIR数字滤波器。设计实例表明提出的方法非常有效     

1D and 2D economical FIR filters generated by Chebyshev polynomials of the first kind

Christoffel–Darboux formula for Chebyshev continual orthogonal polynomials of the first kind is proposed to find a mathematical solution of approximation problem of a one-dimensional (1D) filter function in the z domain. Such an approach allows for the generation of a linear phase selective 1D low-pass digital finite impulse response (FIR) filter function in compact explicit form by using an analytical method. A new difference equation and structure of corresponding linear phase 1D low-pass digital FIR filter are given here. As an example, one extremely economic 1D FIR filter (with four adders and without multipliers) is designed by the proposed technique and its characteristics are presented. Global Christoffel–Darboux formula for orthonormal Chebyshev polynomials of the first kind and for two independent variables for generating linear phase symmetric two-dimensional (2D) FIR digital filter functions in a compact explicit representative form, by using an analytical method, is proposed in this paper. The formula can be most directly applied for mathematically solving the approximation problem of a filter function of even and odd order. Examples of a new class of extremely economic linear phase symmetric selective 2D FIR digital filters obtained by the proposed approximation technique are presented.     

基于频率采样技术的FIR数字滤波器优化设计

本文提出了一种FIR数字滤波器满意优化设计方法，将滤波器过渡带样本值作为优化变量，通过设计通带、过渡带和阻带性能指标满意度函数和综合满意度函数，构造出满意优化模型，并用本文提出的新量子遗传算法搜索满意解，FIR高通和带阻数字滤波器的设计结果表明，采用满意优化方法设计的FIR滤波器的性能优于传统方法。     

基于椭圆球面波函数的数字带通滤波器设计

为设计频谱性能优良的有限冲激响应( FIR)数字带通滤波器,从窗函数的性质及选择指标出发,分析了椭圆球面波函数( PSWF)作为窗函数的优势;在此基础上根据数字滤波器设计的原理和要求,选择0阶基带椭圆球面波函数作为窗函数设计数字带通滤波器,并利用微分方程状态转移矩阵逼近的PSWF求解算法,给出了基于PSWF的FIR数字带通滤波器设计方法。理论分析和仿真结果表明：PSWF数字带通滤波器具有较低的设计复杂度,与Kaiser滤波器和Blackman滤波器相比,其旁瓣衰减有超过7 dB的优势,且具有与两种滤波器相当的通带波纹波动和过渡带宽。     

用复系数数字FIR滤波器实现超宽带正交解调接收系统的幅相误差校正

本文首先对影响正交解调结构超宽带接收系统性能的幅相误差作了简要分析,随后提出了用复系数FIR滤波器实现整个系统幅相误差校正的方案,并推导出一种设计幅相校正FIR滤波器的算法,最后给出了一个用此方案实现超宽带系统幅相误差校正的实例.     

Description of FIR digital filters in the form of parallelconnection of linear phase FIRs

The authors aim to show that FIR digital filters can be described in the form of parallel connection of linear phase FIR digital filters. This representation method may be applicable to FIR digital filter design problems, reducing it to linear phase FIR digital filter design problems     

基于FPGA的高阶高速FIR滤波器设计与实现

提出了一种基于FPGA的高阶高速FIR滤波器的设计与实现方法。通过一个169阶的均方根升余弦滚降滤波器的设计,介绍了如何应用流水线技术来设计高阶高速FIR滤波器,并且对所设计的FIR滤波器性能、资源占用进行了分析。     

Design of two-dimensional digital filters using singular-valuedecomposition and balanced approximation method

It is shown that the singular-value decomposition (SVD) of the sampled amplitude response of a two-dimensional (2-D) digital filter possesses a special structure: every singular vector is either mirror-image symmetric or antisymmetric with respect to its midpoint. Consequently, the SVD can be applied along with 1-D finite impulse response (FIR) techniques for the design of linear-phase 2-D filters with arbitrary prescribed amplitude responses which are symmetrical with respect to the origin of the (ωΨω₂) plane. The balanced approximation method is applied to linear-phase 2-D FIR filters of the type that may be obtained by using the SVD method. The method leads to economical and computationally efficient filters, usually infinite impulse response filters, which have prescribed amplitude responses and whose phase responses are approximately linear