线性相位FIR滤波器频域特性的教学探索

线性相位FIR滤波器的频域特性分析是"数字信号处理"课程中的一个重要内容。本文给出了一种与传统教材不同的线性相位FIR滤波器频率响应的分析方法。笔者以Ⅰ型线性相位系统的频率响应为基础,证明了Ⅱ型、Ⅲ型和Ⅳ型线性相位FIR滤波器的频率响应可表示为Ⅰ型线性相位系统的频率响应与简单函数的乘积。该方法特点是分析过程简捷,突出了不同类型线性相位FIR滤波器频域特性,便于学生掌握线性相位FIR滤波器频域特性。     

基于Hanning Window设计FIR数字高通滤波器

基于实序列的傅里叶变换具有的特征,提出了一种研究线性相位FIR数字滤波器幅度函数的简洁方法。首先揭示了偶对称和奇对称的线性相位FIR数字滤波器幅度函数的特点;然后研究了矩形窗函数对线性相位理想数字低通滤波器幅频特性的影响,即时域加矩形窗,频域形成过渡带;最后介绍了利用窗函数法设计FIR数字滤波器时,对窗函数的要求,选择窗函数的依据及利用窗函数法设计FIR数字滤波器的步骤,并给出了基于Hanning Window来设计FIR数字高通滤波器的实例。     

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.     

一种设计对数FIR数字滤波器的方法

本文提出了一种设计具有等波纹对数幅度响应的线性相位ＦＩＲ数字滤波器的方法,该设计方法以多次交换算法为基础。在给定通带与阻带误差比、通带误差和阻带误差三种情况下讨论该设计方法。介绍几个低通对数ＦＩＲ滤波器的设计例子,来说明该设计方法的效率。     

一种低复杂度的稀疏FIR陷波滤波器的设计方法

FIR陷波滤波器具有线性相位、精度高、稳定性好等诸多优势,然而当陷波性能要求较高时,通常需要较高的阶数,导致FIR陷波滤波器硬件实现复杂度大大提高。该文基于稀疏FIR滤波器设计算法和共同子式消除的思想,提出一种低复杂度的FIR陷波滤波器设计方法。该方法首先采用稀疏滤波器设计算法得到满足频域性能设计要求的FIR陷波原始滤波器系数,然后对其进行CSD编码,并分析CSD编码量化系数集中所有的2项子式和孤子的灵敏度,最后根据灵敏度的大小依次选择合理的2项子式或孤子直接合成滤波器系数集。仿真结果表明,新算法设计实现的FIR陷波滤波器比已有的低复杂度设计方法最多可减少51%的加法器,有效地降低了硬件实现复杂度,大大节省了硬件资源。     

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     

基于MATLAB的FIR数字滤波器的设计

在满足幅度特性的要求下,FIR系统可以保证严格的线性相位特性,合理设计滤波器各参数以逼近理想滤波器,从而满足设计性能指标。反之,在某种准则下设计滤波器各参数,可获取最优结果。这里借助MATLAB软件工具箱,采用三种不同的方法设计FIR数字滤波器,并进行对比。     

用DSP实现FIR数字滤波器

FIR滤波器具有幅度特性可随意设计、线性相位特性可严格精确保证等优点,因此在要求相位线性信道的现代电子系统,如图像处理、数据传输等波形传递系统中,具有很大吸引力。本文简单介绍了其线性相位条件和设计方法,并且提供了一种用DSP实现的方法。     

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。     

多带FIR数字滤波器的频域设计

介绍FIR滤波器的FFT快速算法实现方法,推导了FIR数字滤波器的频域直接计算H(k)的计算公式,并进行分析与讨论.根据实际应用需要的滤波器的技术指标,以一个多带FIR线性相位数字滤波器为例进行设计.详细讨论了过渡点的优化设计方法,给出了边界频率点幅度搜索算法,通过用Matlab进行设计和性能分析,结果表明优化后的滤波器能够满足指标要求.     

基于FPGA的FIR滤波器设计

数字滤波器在数字信号处理中占有很重要的地位,该文介绍了FIR滤波器的两种实现算法：乘累加算法和优化的分布式算法,其中分布式算法作为优化算法进行研究。其次,根据FIR滤波器理论,采用线性相位结构优化滤波器的设计。并给出了FIR滤波器的模块划分和FIR滤波器的主要模块的实现,最后对FIR滤波器进行了系统仿真和验证。     

基于MATLAB与FPGA的FIR滤波器设计与仿真

数字滤波器是数字信号处理领域内的重要组成部分。FIR滤波器又以其严格的线性相位及稳定性高等特性被广泛应用。本文结合MATLAB工具软件介绍了FIR数字滤波器的设计方法,并在Xilinx的FPGA器件上完成设计实现。最后,使用MATLAB和ModelSim软件对数据进行了分析,证实了设计实现的正确性与可行性。     

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。     

基于MATLAB与CCS的FIR滤波器的C语言实现

为保证所设计的FIR数字低通滤波器具有严格的线性相位,在对几种FIR基本结构的比较之后,采用了线性相位FIR滤波器的直接型结构。使用Matlab内置函数计算出滤波器的系数和检验滤波器的频率响应特性。采用C语言实现数字滤波器的设计,并在集成开发环境代码调式器(Code Composer Studio,CCS)上进行仿真,仿真结果表明,所设计的数字低通滤波器能够满足系统实时性和不失真要求。     

可编程FIR滤波器的FPGA实现

介绍了FIR滤波器的基本的线性相位结构及FIR滤波器的抽头系数SD算法编码。给定滤波器的数字指标,用MATLB设计抽头系数,最后用Verilog HDL语言实现了一个16阶的FIR低通滤波器并在QuartusⅡ上仿真,并对仿真结果与理论值进行比较,波形仿真结果和理论值相吻和,最后将编程数据文件下载到FPGA芯片上。对于不同性能的FIR滤波器,抽头系数是变化的,因此只要对本设计的抽头系数重新在线配置,就可以实现不同的FIR滤波器。     

基于FPGA设计的FIR滤波器的实现与对比

描述了基于FPGA的FIR滤波器设计。根据FIR的原理及严格线性相位滤波器具有偶对称的性质给出了FIR滤波器的4种结构,即直接乘加结构、乘法器复用结构、乘累加结构、DA算法。在本文中给出上述几种算法的结构框图,并通过FPGA编程实现上述几种算法,并给出所用的资源来比较各种算法的优劣。     

Design techniques for high-speed multirate multistage FIR digital filters

This paper presents architecture design techniques for implementing both single-rate and multirate high-speed finite impulse response (FIR) digital filters, with emphasis on the multirate multistage interpolated FIR (IFIR) digital filters. Well-known techniques to achieve high-speed and low-power applications for the single-rate digital FIR architecture are summarized, followed by the introduction of variable filter order selection, optimal filter decomposition, memory-saving and mirror symmetric filter pairs techniques which offer further gains in both performance and complexity reduction for the multirate multistage digital FIR architecture. A filter design example with TSMC 0.25?µm standard cell for 64-QAM baseband demodulator shows that the area is reduced by 39% for low-complexity application. Moreover, for high-speed application, the chip can operate at 714?MHz. Finally, a designed decimator which is used in the CDMA cellular shows that the area is reduced by 70% as compared with conventional approach.