基于无限脉冲响应滤波器的自适应滤波E型有源噪声控制算法

相对于有限脉冲响应(FIR)滤波器,无限脉冲响应(ⅡR)滤波器由于其本身自有的零-极点结构,能以较低的阶数即可与系统模型匹配。因此在有源噪声控制(ANC)中,使用ⅡR滤波器可以大大节省计算量并能提高系统效率。自适应滤波U型最小均方差(FULMS)算法是目前常用的基于ⅡR滤波器的有源噪声控制算法,但该算法却不能保证全局收敛,这大大限制了该算法在有源噪声控制中的应用。本文提出一种新的基于ⅡR滤波器的自适应有源噪声控制算法——滤波E型最小均方差算法,该算法计算量相对于FULMS算法仅略有增加,但具有良好的全局收敛性,仿真结果表明该算法具有良好的降噪效果。

一种有限脉冲响应滤波器格型结构优化方法及灵敏度分析

有限脉冲响应(FIR)滤波器是无线通信研究中多载波调制系统的主要组成单元。针对有限字长效应导致FIR滤波器性能下降问题,该文提出一种FIR滤波器格型结构改善因量化导致的滤波器系数误差,即降低系数灵敏度,利用状态空间结构表示相应改进格型结构系数,并推导分析其系数灵敏度表达式。仿真实例验证理论推导结果,即改进格型结构系数灵敏度与采样周期相关。与传统格型结构相比,在量化字长和采样周期约束下,改进格型结构频响特性曲线更接近理想频响特性曲线,系数灵敏度更小,抗有限字长效应能力更好。

基于有限长脉冲响应滤波器和aTrous算法的小波心电信号去噪

微弱低频的心电信号采集中容易受到外界环境的干扰,必须先对其进行预处理才能用于心脏疾病的诊断。Mallat算法的小波分解重构法不能有效滤除心电信号中的工频和肌电干扰;小波阈值法不能有效滤除心电信号中的工频和基线漂移,重构的心电信号会产生伪吉布斯现象。针对以上情况,提出了一种基于有限长脉冲响应滤波器(FIR)和aTrous算法的小波去噪方法。该方法综合运用了50 Hz陷波器、aTrous算法小波分解重构法和小波阈值法。仿真郑州大学第二附属医院和MIT-BIH心率失常数据库的心电信号表明,该方法能够有效去除心电信号中的工频和基线漂移,大幅度衰减肌电干扰,同时有效消除伪吉布斯现象。

改进型主成份分析外插脉冲响应滤波器设计

外插脉冲响应(EIR)滤波器设计技术是一种低复杂度有限冲击响应(FIR)滤波器设计技术,而基于主成份分析(PCA)的EIR(PCA-EIR)滤波器设计技术是一种有效(算法执行简单,效果较好)的EIR滤波器设计技术。PCA-EIR技术通过对由原型FIR滤波器系数组成的系数矩阵采用PCA技术进行降维来近似合成原型FIR滤波器,以达到降低原型滤波器硬件执行复杂度的目的。本文提出了一种简单有效的改进型PCA-EIR技术,其基本思想是将系数矩阵的前若干列向量保持不变,对剩余部分列向量组成的矩阵采用PCA技术进行降维来合成原型FIR滤波器。所提出改进型PCA-EIR技术的算法执行复杂度与传统PCA-EIR技术相当,且在滤波器频率响应指标基本相等的前提下,改进型PCA-EIR技术节省3.5%-17.5%乘法器和25.6%-51.6%加法器,从而进一步降低了FIR滤波器的硬件执行复杂度。

有限长脉冲响应滤波器在视频格式转换芯片中的应用

本文提出了一种高性能有限脉冲响应(FIR)滤波器结构,用于视频格式转换芯片中尺寸缩放模块算法的实现,该结构采用流水线技术1,同时结合了并行性、系数对称性、“0”的特性和乘法优化(加法代替);阐述了该FIR滤波器的设计原则和优化方法,给出了该FIR滤波器FPGA实现的框图和综合结果,与传统结构实现的FIR滤波器比较具有更高的性能和兼容性。

基于有限脉冲响应滤波器的数字全息零级像消除

针对数字全息中零级像的存在影响数字再现像的质量,分析数字全息图的记录、再现原理及频谱特性,提出了一种利用有限脉冲响应滤波器消除全息图数字再现中零级像的方法。该方法只需记录一幅数字全息图,不需要相移器材或其他辅助设备,直接利用数字图像处理对数字全息图在空域进行预处理,消除全息再现时的零级像干扰。对比了数字模拟和实验拍摄到的全息图在应用有限脉冲响应滤波器消除零级像前后的再现结果,表明该方法可消除零级衍射像,改善重建像质量,并且算法简单。

用模拟退火算法设计光学有限脉冲响应滤波器

提出了利用记忆型模拟回火退火算法来进行基于晶体双折射的光学有限脉冲响应滤波器设计的新方法 ,用以实现任意光谱响应双通道输出。模拟退火算法模拟了固体缓慢退火从而获得最低内能的物理过程 ,是一种简单而有效的随机性全局优化算法。应用具有记忆功能的回火退火算法 ,在较少的晶体延迟片数目下 ,实现了较优的设计。为证明该设计方法的可行性和有效性 ,给出了宽波带绿色 /品红 (Green/Magenta ,G/M )滤波器的设计实例以及实验结果。初步研究表明 ,所设计结果完成满足LCOS投影分合色的要求。

一类离散时变系统的在线无限脉冲响应滤波逆控制

针对一类离散时变系统,提出了一种基于自适应惯性权重合作粒子群(AIW-CPSO)算法的在线无限脉冲响应(IIR)滤波自适应系统辨识方法,实现零极点实时跟踪的全匹配控制.IIR滤波器可解决有限脉冲响应(FIR)滤波器在辨识时变系统时因其相关矩阵的特征值会无规律变大而被迫离线训练的问题.同时又降低了在线训练所需的权值向量长度,提升了优化与建模效率.本文设计的自适应惯性权重合作粒子群(AIW-CPSO)算法可在传统粒子群优化(PSO)算法的基础上更好地解决因选用IIR滤波器所带来的全局优化问题.通过仿真分析可以看出,对于此类离散时变系统,基于在线AIW-CPSO-IIR滤波器的自适应逆控制方法可以快速有效的实现未知对象的在线建模,同时实时跟踪时变系统的特征值变化.

基于Visual DSP++的无限脉冲响应数字滤波器(IIR)设计

对基于Visual DSP++实现无限脉冲响应数字滤波器(IIR)技术进行研究,分析了无限脉冲响应数字滤波器的原理和算法,给出了IIR数字信号处理在Visual DSP++软环境的实现方法,该方法具有一定的工程应用价值。

级联IIR和FIR滤波器的微波光子滤波器的特性分析

在深入研究微波滤波技术的基础上,理论分析了一种级联IIR和FIR滤波器的微波光子滤波器(MPF)。讨论了IIR滤波器的耦合系数、掺饵光纤环的增益和光纤布拉格光栅(FBGs)的反射率以及FIR滤波器的耦合系数对微波光子滤波器滤波性能的影响。结果表明通过优化FIR滤波器的耦合系数,IIR滤波器的耦合系数、掺饵光纤环增益和FBGs的反射率,可以实现平坦带通和平坦带阻滤波性能的互调。

高速并行FIR滤波器的FPGA实现

提出了一种基于多相滤波器的并行有限脉冲响应(finite impulse response,FIR)滤波器结构,可以有效提高滤波器运算的吞吐率,与传统的串行滤波器结构比,并行滤波器运算速度可以提高L倍,其中L为并行的路数,并且运算延迟小。首先从理论上分析了基于多相滤波器的并行滤波原理,并以八路并行为例,对FIR滤波运算做了浮点仿真验证。然后用经典符号数表示以及优化定点滤波器系数,并针对滤波器系数设计了流水线结构。最后在Altera的Stratix II系列芯片上实现了定点并行滤波器。可编程逻辑阵列(field programmable gatearray,FPGA)编译以及下载测试结果表明,该滤波器仅占用少量的资源,其等效吞吐率可以达到2 GHz。

一种高速FIR滤波器的设计及实现

本文提出了在ASIC中实现高速滤波器的一种新型结构,这种结构是使用流水线技术,通过对高速乘法器的合理分割并组合Wallace加法树阵列构成,采用这种结构可以实现任何阶数的高速FIR滤波器。文章最后对所设计的滤波器的各个部分进行了时延分析,并与传统结构实现的滤波器进行了性能比较。

超低频通信中海洋补偿滤波器设计

分析了超低频接收机中海洋补偿滤波器的作用,分别采用1零点1极点、2零点1极点无限脉冲响应滤波器设计超低频海洋补偿滤波器,零点和极点通过数值计算得到。分析结果表明:在20～200Hz频段内,实现的滤波器可以很好地逼近理论的海洋补偿滤波器;在0～130m范围内,实现的2零点1极点滤波器可以将幅度响应误差控制在1 dB左右,能满足超低频接收机的设计要求。

基于FPGA的高阶FIR滤波器设计

以对激光陀螺的滤波为应用背景,利用FPGA内部RAM、ROM和乘法器IP核为核心,经过可靠的同步时序设计和稳定的逻辑控制设计,在低成本的情况下很好地实现了一种高阶滤波器的设计;并且具有良好的可移植性。使用该滤波器,极大地降低了系统成本和复杂度,可以使设计人员轻松地完成对激光陀螺的高阶滤波,而不需要提高系统硬件成本。

IIR滤波器在风力发电机振动保护仪上的应用

基于Butterworth法,采用C语言实现数字带通滤波器的设计,介绍了无限长单位脉冲响应(IIR)滤波器设计过程及结果验证。在此基础上,设计了一种集振动和转速保护于一体的叶片振动保护仪,保证叶片的可靠运行。

基于CPLD的线性相位FIR滤波器优化设计

通过建立有限脉冲响应 ( FIR)滤波器的离散数学模型 ,提出了基于复杂可编程逻辑器件( CPLD)的 FIR滤波器的一种优化设计方案和新算法。实验结果表明 ,系统响应速度快 ,占用硬件资源小 ,在保证线性相位的前提下 。

基于无延时FIR滤波器的电网电压锁相方法研究

为了解决由于电网电压被噪声污染而难以准确实时检测出过零点的问题,提高电网电压过零锁相精度,提出一种基于无延时有限脉冲响应(FIR)滤波器的电网电压过零鉴相锁相方法。该方法可以抑制噪声,消除"虚假过零点",并且滤波后无相位延迟,不需要进行额外的相位补偿,方法简单。在含有噪声和非理想电网电压工况下的仿真表明了算法能够精确检测电网电压过零点,得到电网电压相位信息;基于TMS320F28335DSP的电网测量实验结果表明,算法在实际应用中能够满足实时性要求,准确检测相位信息。

IIR数字滤波器的Matlab和FPGA实现

提出一种通过两个二阶节级联构成四阶IIR数字椭圆滤波器的设计方法,并利用Matlab仿真软件设计了通带内波纹不大于0.1 dB,阻带衰减不小于42 dB的IIR数字滤波器。论述了一种采用可编程逻辑器件,通过VHDL硬件描述语言实现该滤波器的方法。给出了在QuartusⅡ软件下的仿真结果,并在FPGA器件上验证实现。实验证明,这种方法是切实可行的。

基于自适应IIR滤波器模型的故障诊断与预测系统研究

针对某型装备故障诊断系统设计需要,提出了一种基于自适应无限脉冲响应滤波器(IIR)的故障预测与诊断系统。该系统以自适应IIR滤波器为故障预测模型,利用改进粒子群优化算法进行训练以加速系统收敛,并采用FPGA技术针对故障预测与诊断模型和算法提供直接的硬件支持来提高运算效率并满足系统实时性的要求。该系统可靠性高,工程实用性强,配置灵活。

基于一维PCA-EIR技术的二维SVD-FIR滤波器设计

为了减少2D有限冲击响应(FIR)滤波器的硬件执行复杂度,采用基于主成分分析(PCA)的1D外插脉冲响应(PCA-EIR)滤波器设计技术,合成了基于奇异值分解(SVD)的2D FIR(2DSVD-FIR)滤波器系统中的所有1D FIR子滤波器.在不影响2D FIR滤波器频率响应指标的前提下,如果1D EIR技术所合成的1D FIR子滤波器的硬件执行复杂度低于原型1D FIR子滤波器的硬件执行复杂度,则前者可替代后者;反之,原型1D FIR子滤波器保持不变.仿真结果表明,在不影响2D FIR滤波器频率响应性能的前提下,与传统的2D SVD-FIR滤波器设计相比,采用1DPCA-EIR技术设计2D冲击响应矩阵SVD-FIR滤波器和2D频率响应矩阵SVD-FIR滤波器,可使其硬件执行分别减少8.85%和7.37%的乘法器,而加法器则分别减少13.15%和13.19%.由此可知,1D PCA-EIR技术可用于合成任意1D FIR滤波器.