一种基于遗传算法的混合滤波器组设计方法

针对可满足近似完全重构的双通道混合滤波器组,其中高阶数的模拟滤波器一般不容易设计优化。采用遗传算法设计5阶模拟分解滤波器,并基于逆快速傅里叶变换实现数字综合滤波器的设计优化以滤除掉镜像频谱,保证近似完全重构。文中设计了由5阶模拟分解滤波器和32阶数字综合滤波器组成的混合滤波器组,仿真结果表明:可以实现的最大失真误差为4.761 8×10-11dB,平均失真误差为-9.2×10-14dB,最大混叠误差为-154 dB,平均混叠误差为-200 dB,可满足24 bits的模数转换器系统的要求。     

基于线性迭代的DFT调制滤波器组的设计算法

该文研究了单原型的DFT调制滤波器组的设计方法。在该方法中,滤波器组的设计问题被归结为一个无约束的优化问题,其目标函数为滤波器组的传递失真、混叠失真和原型滤波器的阻带能量的加权和。结合线性化方法,原型滤波器通过迭代求解。在单步迭代中,原型滤波器的系数通过解析式求解得到。仿真表明,与传统的设计算法相比,本文方法设计所得的DFT调制滤波器组重构误差减小了约40dB,阻带衰减提高了约2dB。并且新算法的计算复杂度明显低于传统算法。     

一种基于频移滤波器的混合信号盲恢复算法

针对单天线接收的频谱混叠的混合信号盲恢复问题,在频移滤波器结构上,提出了一种基于相关函数误差准则的自适应频移滤波信号盲恢复算法.该算法利用滤波器输出信号和参考信号以 及混合信号与参考信号之间的相关函数误差来调整自适应滤波器输出权值.分析了该算法的稳态性能.仿真结果表明:在信噪比大于-5 dB的条件下,该算法对混合...     

一种混叠采样条件下的自适应LMS方法

为了降低自适应宽带信号处理中对采样率的要求,提出了一种在混叠采样条件下的自适应LMS算法。该方法不计较信号的带宽,通过设置特定的接收端中频频率与采样率倍数关系,利用混叠的基带信号计算自适应算法迭代运算的误差,从而完成自适应学习过程。通过理论推导和仿真实验,该混叠采样方法与理想采样方法相比收敛稳态误差完全一致,且采样率与信号带宽无关,降低了系统对采样率即模数转换器件的要求,降低了系统复杂度和硬件成本。     

80MSPS双采样0.34μm硅CMOS开关电容滤波器

基于双采样和电荷守恒原理,并为实现从s到z域准确的双线性变换,本文提出了一种新颖的开关电容基本组态,进而组构了五阶椭圆低通滤波器.该滤波器应用典型0.34μm/3.3V硅CMOS工艺模型进行设计仿真,获得了80MHz采样率、17.8MHz截止频率、0.052dB最大通带纹波、42.1dB最小阻带衰减和74mW静态功耗的模拟测试结果.同时,该双采样拓扑结构突破了滤波器受运放单位增益带宽和转换速率的传统约束,有效地改善了其高频应用性能.这一结构已经应用于15MHz信号频率视频解码芯片模拟前端的抗混叠滤波器设计中.     

过采样DFT滤波器组的一种简单设计方法

提出了一种几乎完全重构的过采样DFT调制滤波器组的设计方法.分析和综合滤波器组采用了不同的原型滤波器,使得设计自由度大为增加.考虑滤波器组的子带混叠、输出混叠、系统失真要求,推导并给出了相应的设计算法.实验结果证明提出的方法在相同滤波器长度情况下可以得到更好的阻带衰减.     

采用小波进行频带分割的脉冲压缩方法

针对因频带分割滤波器的不理想产生的频谱混叠、幅度以及相位失真导致子带脉压误差较大的问题,提出了一种采用小波设计的正交镜像滤波器组进行频带分割的子带脉压方法.借助小波及多分辨分析理论,利用最优频域准则设计频带分割滤波器组,消除或减小混叠失真、幅度及相位失真后,对信号进行频域分解,实现子带脉冲压缩.仿真结果表明,和传统的子带脉压方法相比,所提的脉压方法在主副瓣比方面提高了约12 dB,最大脉压误差减小了约7 dB,验证了该算法的正确性和有效性.     

一种ADC前端无源差分抗混叠滤波器设计

高速数据采集系统中,信号采样必须满足奈奎斯特采样定理,否则将产生频率混叠现象,导致无法从采样信号中提取出原始信号。为了消除混叠现象对数据采集系统的影响,设计了一种5阶巴特沃斯型无源差分抗混叠滤波器,使用LTspice仿真软件对滤波器进行仿真,仿真结果表明,所设计滤波器在通带内衰减特性平坦。硬件实测结果显示,系统的无杂散动态范围（SFDR）为84.32d B,所设计的抗混叠滤波器可以有效消除信号混叠现象,并能保持较好的系统动态性能。     

SAR方位向非均匀采样频谱重构算法及误差分析

SAR DPCMAB（方位向多相位中心多波束模式）能够提高方位向采样率,同时却带来非均匀采样的问题,通过频谱重构算法能够有效恢复原信号频谱。但是在SAR传感器运行过程中存在通道特性不一致、采样时刻偏差、噪声等干扰因素,导致重构后的信号出现频谱噪声,重构精度受到影响。文中通过对混叠干扰因素后的非均匀采样LFM信号进行频谱重构,分析各种干扰因素变化与重构误差的关系。通过仿真,得到了干扰条件下的重构频谱,并通过改变干扰条件进一步得到了频谱误差与干扰强度的关系曲线。仿真结果表明．超过一定阈值后,随着干扰强度的增加,重构频谱误差呈线性增长趋势,最终逼近重构前非均匀采样时的频谱误差。     

基于QPSO算法的准完全重构余弦调制滤波器组的优化设计

提出了一种准完全重构的余弦调制滤波器组的设计方法,使用优化方法设计原型滤波器。该方法固定原型滤波器的阻带截止频率为ωs=π/M,以通带截止频率ωp为参数变量,用量子粒子群优化算法(QPSO)优化满足重构条件的目标函数,间接设计原型滤波器,然后通过调制得到余弦调制滤波器组。稍微放宽余弦调制滤波器组的精确条件,从而大大降低了设计的复杂性,减少运行时间。仿真实验结果表明,该算法简单有效,可获得具有高阻带衰减、低混叠误差和重构误差的余弦调制滤波器组。     

带通采样在数据采集中的应用研究

在数据采集中采用带通采样，可大大降低采样率，但系统中的抗混叠滤波器会造成相位的非线性。采用对滤波后的信号进行带通采样，然后再用FRR滤波器校正相位的非线性，从而不失真地还原原信号，最后在Matlab中进行仿真，验证了该方法的有效性。     

为传感器信号路径设计二阶抗混叠滤波器

抗混叠是采样信号路径系统中的一项重要功能,而且这些系统必须符合奈奎斯特(Nyquist)准则.为了避免导致更高频率信号折返在所需频率带中的混叠效应,应用在模数转换器上的放大传感器信号的带宽必须低于模数转换器采样频率的二分之一.这种折返效应使那些无用的高频信号显示为可用信号,从而导致采样信号产生误差.为了避免这个问题,需要将抗混叠滤波器作为从传感器到模数转换器信号链的一部分.本文介绍了传感器信号路径抗混叠滤波器的设计方法和用于计算截止频率和Q值的滤波器计算工具.     

调制混合滤波器组的宽带模拟信号采样研究

对于超宽带模拟信号,很难用单个模拟数字转换器（ADC）直接进行采样。该文提出了一种新的并行调制混合滤波器组结构用于实现超宽带模拟信号的采样,首先,将每一路宽带模拟输入信号进行余弦调制,并用相同的低通模拟滤波器均匀分割输入信号的带宽;然后,采用相同的ADC将子带信号数字化;各路子带信号通过上采样器后用数字综合滤波器综合得到原宽带模拟输入信号的数字重构。综合滤波器采用总体最小二乘准则下的特征值滤波器设计方法得到。本文所提出的系统结构不需要使用高速的采样保持电路,降低了系统实现的难度,并且设计的系统具有与其它混合滤波器组相近的重构性能。仿真结果表明了本方法的有效性。      

具有重构特性的原型滤波器的设计

针对传统单参数优化法设计的原型低通滤波器存在设计复杂,性能不理想的问题,提出了一种利用窗函数截取平方根升余弦函数获取滤波器系数的设计方法。该方法将具有功率互补特性的平方根升余弦函数作为原型函数,通过迭代算法来确定滤波器长度,进而利用窗函数设计原型低通滤波器。仿真结果表明,该方法设计的原型滤波器的阻带衰减达到了-116dB,滤波器组的重构误差在5×10-4dB以内,性能优于传统单参数法设计的滤波器组,具有良好的重构特性。     

12位Sigma-Delta模数转换器的降采样滤波器设计

一种由SNR（信噪比）驱动的滤波器设计,用于12位Sigma-Delta模数转换器。Sigma-Delta模数转换器包括Sigma-Delta调制器和降采样滤波器两部分,首先用Sigma-Delta调制器对信号进行过采样率量化,然后通过降采样滤波器进行数字信号处理,将信号还原到原始采样率并去除量化噪声。和传统的模数转换器相比,Sigma-Delta模数转换器具有采样率高、精度高、面积小等优点。Sigma-Delta模数转换器的滤波器设计有降采样率和滤波性能两个指标要求,该设计方法由SNR驱动并采用了两种滤波器方案,设计结果在MATLAB里进行了仿真,其SNR大于74 dB,达到12位Sigma-Delta模数转换器的要求。     

一种设计M通道双正交过采样图滤波器组的新算法

针对现有的M通道过采样图滤波器组整体性能较差的问题,该文提出一种过采样图滤波器组设计的新算法。在新算法中,分两步来设计图滤波器组。首先,从频谱特性方面考虑来设计分析滤波器,以分析滤波器的通带波纹和阻带能量为目标函数,以3 dB约束为约束条件,通过半正定规划求解出频谱选择性较好的分析滤波器;然后,从完全重构特性方面考虑来设计综合滤波器,以综合滤波器的阻带能量为目标函数,以完全重构条件为约束函数。上述两个约束优化问题都是半正定规划问题,都可有效地求解。新算法综合考虑了滤波器组的重构特性和频率特性,因此可以设计得到整体性能良好的M通道双正交过采样的图滤波器组。仿真对比表明,与已有的设计算法相比,新算法设计所得的图滤波器组具备更小的重构误差。     

基于加权最小二乘正则化方法的混合滤波器组最优化设计

模拟分析滤波器的实现误差以及数字综合滤波器有效阶数实现的设计误差造成的病态问题都将影响混合滤波器组(HFB)的重构效果.提出一种新的满足近似完美重构的基于加权最小二乘(WLS)正则化算法的IIR形式综合滤波器设计方法.该算法根据误差量二阶统计特性采用WLS算法抑制滤波器实现误差以及随机噪声等扰动因素影响,使得到的综合滤波器组频域响应解的加权误差平方和最小化,并通过Tikhonov正则化方法优化解的稳定性.提出一种IIR类型综合滤波器设计算法,并利用正则化方法优化滤波器系数,减小设计误差.该方法可应用于过采样HFB的设计.仿真结果表明该算法的有效提高系统鲁棒性和改善重构性能.     

无线传感节点的滤波处理探究

本文介绍了无线传感节点中模拟滤波器和数字滤波器的设计,结合两种滤波器共同消除传感节点在信号采集过程中存在的射频干扰和频率混叠。针对节点在高采样率采集而要求过渡带窄的情况,在不降低滤波效果的前提下,进行下采样并分级滤波,降低了数字滤波的计算量。     

基于压缩感知的线性调频雷达信号截获方法

低采样率截获宽带线性调频信号(LFM)是电子侦察的难点。基于压缩感知理论,提出了分数阶变换(FrFT)域LFM信号截获方法。采用随机序列与低通滤波器实现信号的压缩,基于LFM在FrFT域的稀疏性,实现LFM信号的精确重构,得到重构精确度与减采样因子、信噪比(SNR)的关系,当减采样因子在20倍以内时,信号频域重构的归一化均方根误差(NRMSE)在2.2%以内,信噪比大于12 dB时,重构精确度优于90%。仿真表明该方案具有有效性和可行性。     

基于ΣΔ调制的Tetra基带前端设计

抗混叠滤波和模数转换器性能严重影响到后续接收机的数字处理。高分辨率A/D转换虽然可改善信号/量化噪声比,但也要求抗混叠滤波器有更低阻带衰减,致使其实现复杂、成本增加。在Tetra系统基带设计中,采用过采样ΣΔ调制可平衡高比特A/D转换与简单抗混叠滤波两者矛盾的要求。在分析ΣΔ调制的噪声整形基础上,针对Tetra系统要求,完成过采样3阶ΣΔ调制器及1/16降速抽取滤波器设计,MATLAB仿真验证了设计的正确和有效性,给出了相关的设计结果。