基于FPGA的多通道CIC滤波器设计

数字信号处理中运用CIC滤波器进行采样率转换非常普遍.考虑到实际应用,传统的CIC滤波器存在一些不足.采用多级级联方法降低了对硬件运算速度的要求,有利于实时处理;采用余弦滤波器改善了阻带衰减不足;内插二阶多项式滤波器补偿了CIC滤波器通带内的衰减;抗混叠低通滤波器减小了混叠影响.通过仿真实验验证了FPGA硬件平台的可行性.     

架构于抗混叠轮廓波的红外图像插值放大算法

为了在放大红外图像时保持边缘或轮廓的正则性,提出一种基于抗混叠轮廓波变换的图像插值放大算法.该算法首先结合抗混叠塔式滤波器组和方向滤波器组,构造出抗混叠的轮廓波变换;然后将原始图像的小波域线性插值结果看成是放大图像的初始估计,输入到一个迭代过程;在每次迭代中,将放大图像看成是理想高分辨率图像的含噪逼近,并对其实施抗混叠轮廓波变换,根据变换系数的稀疏性约束实现降噪处理;最后,经过若干次迭代得到理想的红外放大图像.实验表明,对于测试图像,经过迭代处理后峰值信噪比平均提高了0.837 dB;且该算法在视觉质量上明显优于双线性插值算法及基于小波的算法.     

CCD读出电路中数字补偿式一阶模拟滤波器设计

CCD读出电路中低通滤波器在改善系统输出信噪比的同时,不可避免地会产生像素串扰,造成信息畸变.本文针对CCD读出电路中像素串扰造成的信息畸变问题进行理论分析,推导出信息畸变度与一阶低通模拟滤波器截止频率的关系.并针对视频模拟滤波电路中高阶滤波器的实现困难,提出一种数字补偿式一阶低通模拟滤波器的设计方法,该方法根据本文对信息畸变理论的分析,采用一阶低通滤波器,在满足信息畸变度的前提下,极大降低系统截止频率,达到了应用系统的带宽要求,从而可以在应用系统设计中以一阶滤波器替代高阶滤波器.并设计实验进行验证,证明了该方法的正确性与有效性.     

基于傅立叶变换的数字滤波器的设计

本设计介绍了一种不同于传统数字滤波器的新型数字滤波器,该滤波器是以离散傅立叶变换和反变换为基础设计的.通过对信号的离散傅立叶变换,得到一组幅度和频率对应的变换值,根据滤波器要求,使不满足要求的频率点对应的幅度值为零,得一组新数据,对这组新数据进行离散傅立叶逆变换,结果即为滤波后的信号.其幅频特性近乎理想特性.     

表面粗糙度测量中的高斯滤波快速算法

应用高斯函数的逼近法和冲激响应不变法,设计出用于表面粗糙度测量的高斯数字滤波器,并给出了其零相移的递归滤波算法,算法简洁,易于实现。递归计算方法的计算量小,计算效率高。适当增加滤波器节数,在不增加很多计算量的情况下,可以达到很高的精度。文中给出的滤波器例子,传输偏差大约为2％和1％,处理一次表面测量轮廓数据,在当今最普通的计算机上,滤波时间小于1s。     

改进型抗混叠轮廓波的图像超分辨率重建

针对Contourlet变换中存在的频谱混叠现象,采用了基于抗混叠轮廓波变换的算法进行图像超分辨率重建.该算法首先用抗混叠塔式滤波器组替换掉Contourlet变换中的拉普拉斯塔式变换,对图像进行尺度变换;然后,根据尺度变换后不同尺度的高频子带之间的相似性,对相关高频分量用双三次插值做高频外推相似变换,再通过方向滤波器...     

表面计量中高斯滤波器的一种高精度实现算法

为了能高精度地实现表面计量中的高斯滤波,基于中心极限定理,提出了一个高斯滤波器的二阶巴特沃思滤波器逼近数学模型．用双线性变换法设计了IIR型数字高斯逼近滤波器．逼近精度可以通过调节逼近滤波器的级联阶数实现．在八阶级联的条件下,高斯逼近滤波器与高斯滤波器的幅度传输特性偏差大约只有0．25％．高斯逼近滤波器采用迭代算法实现,算法简便,易于实现．迭代算法通过合理选择初始值,可以有效抑制边缘效应．实验结果表明,在普通的双核计算机上提取11200点数据的表面中线仅需约160ms,在高精度地实现高斯滤波特性的同时,还有效地抑制了边缘效应．     

FRM滤波器中应用积分梳状滤波器的研究

传统的频率响应屏蔽(Frequency Response Masking,FRM)滤波器由多个含有乘法器的滤波器构成,计算复杂度较高。提出了一种改进窄带低通FRM数字滤波器设计复杂度的方法,使用积分梳状滤波器作为屏蔽滤波器,以达到设计窄过渡带的滤波器的要求。仿真结果表明,在降低窄带低通FRM滤波器计算复杂度方面效果明显,有效地减少了乘法器的使用,降低了目标滤波器设计的阶数。该方法可以应用于窄过渡FRM数字滤波器的设计中。     

海底天然地电信号采集的实时级联分样技术

针对海底天然地电场信号幅度小、超长周期的特点,提出对原始地电观测数据进行实时级联分样的技术.运用变采样率的方式进行数据采集.在数存空间内,依据奈奎斯特定理和最大误差最小化的原则,设计多级抗混叠数字滤波器,使实测数据经过滤波器后,达到无失真抽样与存储的目的.在海底测量时,不同级的分样数据对应着不同采样率的测试结果,各级的分样构成全频段的地电信息.经海试检验证实,本文所提出的实时级联分样技术为海底以下的资源探测提供了一种有效的信息提取手段.     

无线射频接收机模拟信道滤波器的选型设计

无线射频收发机目前在社会生活的各个方面得到广泛应用。滤波器是射频系统中不可缺少的部分,具有选信道、滤波高次谐波、抗混频等功能。该文介绍了射频接收机系统中模拟信道滤波器的作用,就模拟信道滤波器及其设计原型进行了相关的阐述,供相关人员参考。     

Adaptive IIR filter design for single sensor applications

The goal of this research was to investigate the theoretical design and physical implementation of a digital adaptive IIR filter to serve as an enhancement to the traditional active RC or passive RLC anti-aliasing filter. This all-digital filter will reside directly on the DSP engine. As explained in the paper, the adaptive IIR filter is designed to process an oversampled signal coming from a single sensor to reject noise in an acquisition system. Differentiation between the noise and the signal is obtained by exploiting the different auto-correlation functions of the two signals. In contrast to oversampling techniques employed in sampled data systems that are designed to relax the requirements of an analog anti-aliasing filter, this filter will track a signal in the frequency domain. Several power spectral density plots are given to illustrate the performance of the new filter. The results also indicate that the new filter performs well as compared to the Wiener filter in the stationary case     

剑杆织机前馈-反馈张力控制系统的分析与设计

在分析剑杆织机张力控制中噪声源及噪声特性的基础上,提出控制结构和控制器的设计方法,选择合适的模拟低通滤波器,对检测通道的高频振动信号和随机噪声进行滤波.针对周期性低频振动噪声,一方面,采用频谱分析定周期+相干平均法定信号的方法估计模拟低通滤波器后的周期性振动噪声,并在反馈通道进行补偿,提高控制性能;另一方面,采用频谱分...     

二阶线性时不变测量系统动态特性的补偿与动态不确定度评估

采用一种新的设计测量系统补偿滤波器的方法,根据校准得到的测量系统频率响应数据直接设计补偿滤波器,避免了系统辨识过程。通过接近实际测量条件的仿真实验表明,该方法能有效地提高测量系统的带宽,减小动态误差。同时,按照GUM推荐的不确定度评定准则,对整个动态测量过程,包括动态补偿以及滤波运算过程的不确定度进行了评估,得到了经过补偿后系统输出的被测量以及对应的动态不确定度曲线。     

高频动态校准系统的自校准模板设计方法研究

本文对数据采集系统的内装式自校准模板的设计、开发进行了研究.自校准模板采用ARM9和高速、高准确度DAC发生动态校准信号,高稳定度电压基准发生静态校准信号.模板上的高精密12档衰减器实现了对信号幅值的设置,可程控8档截频滤波器根据动态校准信号的频率对DAC产生的动态模拟信号进行滤波.论述了自校准模板静态电压基准电路、衰减器及数模转换电路的设计.采用ARM9和C语言开发了完善的通信模块、参数设置模块、功能实现模块及上位机与模板的通信协议模块等.通过设计、制作和调试,实现了幅值满度为+10V及频率为100 kHz动态校准信号的发生.     

基于滤食特征的水面垃圾清理装备的仿生设计与评估

目的 探索海洋水面垃圾清理装备的仿生设计过程和模态分析的有效性。方法 前期采用自上而下的仿生学设计方法,分别模仿河蚌和火烈鸟的独特滤食结构,得出两种水面垃圾清理装备的仿生设计方案,并介绍了基本的设计流程;后期运用有限元方法对两种成果分别进行模态分析。结果 河蚌方案模型的一阶固有频率均低于30 Hz,满足设计要求;火烈鸟方案模型需改进后进行再次评价。结论 仿生设计方法可以为水面垃圾清理装备的设计过程提供参考。此外,采用有限元方法对产品外形、结构进行模态分析,具备有效性。整个设计与评估闭环过程,可以较好地指导仿生创新设计,实现产品的多样化创新。     

Complex correction of data acquisition channels using FIR equalizerfilters

The common conviction about FIR (finite impulse response) digital filters is that the number of necessary taps, to reach the same performance as provided by IIR (infinite impulse response) digital filters, is usually too large. Moreover, the standard FIR filter design algorithm (Remez exchange) allows the design of linear-phase filters only. Therefore, IIR filters are often preferred over FIR ones, without any further investigations. This paper presents a case study of complex (amplitude and phase) equalization of the passband of a commercial anti-aliasing filter. The novelty is the usage of an FIR filter for this purpose (or an FIR one, combined with a low-order IIR filter), and a thorough discussion of the special design aspects. It turns out that for the given anti-aliasing filter (a Cauer filter of order 11) an FIR filter of length 60···100 can perform as well as a 26/26 (numerator order/denominator order) IIR one. The properties are even better if a low-order IIR filter is used in combination with an FIR one (orders, e.g., 1/1+40/0). Because of the absence of stability problems and the ease of implementation, the use of FIR filters is suggested     

结构物理参数识别的多尺度参数卡尔曼滤波方法

经过正交小波变换后,低尺度上测量信号的信噪比提高。应用小波变换将结构的激励信号和响应信号分解到不同尺度上,得到不同尺度上结构的状态方程和测量方程,结合动力学系统辨识的参数卡尔曼滤波方法,提出了结构物理参数的多尺度参数卡尔曼滤波辨识方法。理论分析和数值算例表明:在多尺度上对结构参数进行辨识比在单一尺度上辨识能获得更高的精度。     

低通滤波器工艺设计与实现

介绍一种新型滤波器的工艺设计、工艺实现,提出了分段加工整体焊接的方法,解决了薄壁、深孔加工工艺问题,分析了其加工工艺特点和实现方法．电检测结果满足该滤波器的性能要求．     

一种高精度卷简纸印刷机振动测试系统的设计

目的为了解决卷筒纸印刷机高速运转时带来的纸带横向振动问题,设计一种高精度卷筒纸印刷机振动测试系统。方法把纸带的横向振动转化为距离测量,采用超声波测距的方法对纸带横向振动量进行测量,利用MSP430单片机自带的AD进行模数转换,把超声波探头输出距离的模拟量转化成数据量输出,显示在液晶屏上,并在PC端设计上位机软件,通过串口通信把测量的数据进行实时显示。结果通过对测试系统的实验,得到了实时的振动数据,经测试,该系统对振动纸张进行检测的精度达到了0.1 mm。结论通过超声波测距方法设计出一套卷筒纸印刷机纸带横向振动测试系统,减小了测量误差,提高了测量精度。