用频率采样法设计FIR滤波器

窗函数法和频率采样法是两种较为典型的FIR数字滤波器设计方法。目前,相关的《数字信号处理》教科书对窗函数法设计FIR滤波器进行了较为详细的论述,但对用频率采样法设计FIR滤波器这部分内容讲解得不够细致,让初学的学生感到难以理解。针对用频率采样法设计FIR滤波器的相关问题进行了较为深入的探讨,并结合实例借助Matlab软件进行了仿真和验证。仿真结果表明,选择合适的过渡采样点和滤波器长度,可以有效地控制阻带衰减、过渡带宽及计算复杂度。

基于MATLAB的频率采样法设计FIR滤波器

在总结频率采样设计法的主要设计过程及其特定参数的设计范围给出过渡带采样值设计个数与目标阻带衰减值的关系基础上,利用MATLAB软件对1个FIR滤波器实例进行仿真设计,列出相关数据进行比对。结果表明,在采用频率采样法设计FIR滤波器时,适当选取过渡带采样点的采样值能在频率采样点数与过渡带频率采样点数选定的条件下得到阻带最小衰减的最大值。

全相位偶对称频率采样法设计FIR滤波器

提出FIR滤波器全相位偶对称频率采样设计方法,此方法可以根据截止频率的要求设置移位因子,将两个子滤波器分别进行相反方向的移位,并构造补偿滤波器,最后将子滤波器和补偿滤波器组合而成所需的低通、高通、带通、陷波等滤波器,这种设计方法概念明确,简单易行,解决了传统FIR滤波器设计方法不能精确控制截止频率的难题.

基于频率采样法的线性相位滤波器设计及Matlab仿真

根据第1个频率采样点的不同有2种频率采样法来设计线形相位有限脉冲响应(FIR)滤波器,分别对应2种传输函数。传统的频率采样法设计线性相位滤波器时要考虑采样点的相位特性。通过研究傅里叶变换性质,对其步骤进行了改进,可以不考虑采样点的相位特性,通过对频率采样点向量H(k)乘以移位因子来直接进行滤波器的设计,算法简单易行。用Matlab进行仿真,结果表明该方法可按要求实现4种线性相位FIR滤波器。

基于改进差分进化算法的Ⅱ型频率采样法FIR数字滤波器设计

在传统差分进化算法的基础上,增加缩放因子自适应生成策略、交叉概率抛物线式动态产生策略和新个体基因边界检查和处理方法,提出一种改进差分进化算法并应用于采用Ⅱ型频率采样法的FIR数字滤波器设计中。该优化设计方法以滤波器过渡带样点值为优化变量,以阻带最小衰减值作为优化目标并设计适应度函数,利用改进差分进化算法的全局寻优能力求解最优样点值。文中结合FIR数字高通、低通和带通滤波器设计的3个例子,给出算法实现的具体步骤和实验结果。实验数据表明:采用改进差分进化算法确定的滤波器过渡带样点值是最优的,设计的FIR数字滤波器频响特性(通带最大波动和阻带最小衰减)优于传统查表方法和遗传算法。

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π/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。

FIR滤波器设计:基于遗传算法的频率采样技术

遗传算法是一种模仿生物进化过程的随机搜索 ,这种生物模仿过程可以发现全局最优解。文中介绍了遗传算法在频率采样技术中的应用 ,结合 FIR数字低通、带通滤波器设计的两个例子 ,给出了算法实现的具体操作步骤和实验结果。文中还对标准遗传算法作了适当的改进。实验数据表明 ,采用遗传算法确定的频率过渡带样本值是最优的 ,设计的 FIR滤波器的频率特性优于查表法。

数字滤波器设计中采样频率的作用和影响

在“数字信号处理”课程的学习和教学中 ,数字滤波器设计中采样频率的作用是一个较难理解和容易混淆的概念 ,本文详细讨论了采样频率在数字滤波器设计中的作用和影响 。

基于交流采样的电力系统频率测量的滤波器设计

提出了交流采样中用于电力系统频率测量的FIR滤波器的设计方法 ,该方法通过设计两个在工频范围内幅值增益变化很小的正交线性相位FIR滤波器计算频率 ,仿真结果表明 ,该方法计算简单 ,且具有较高的测量精度。

基于频率采样法的FIR数字滤波器仿真与实现

数字滤波器是由数字乘法器、加法器和延时单元组成的一种装置。其功能是对输入离散信号的数字代码进行运算处理,以达到改变信号频谱的目的。本文首先分析了频率采样法,得到了FIR数字滤波器的相关技术指标,最后利用频率采样法实现了一个带阻FIR数字滤波器的相关设计,并且在MATLAB中完成了FIR数字滤波器的相关仿真。

基于窗函数与频率采样法的FIR滤波器仿真与实现

本文介绍了不同窗函数的定义特性与频率采样法,阐述了FIR滤波器的设计步骤。基于汉明窗函数法和汉宁窗函数法以及频率采样法,分别设计了FIR低通滤波器和高通滤波器以及多带滤波器,并进行了仿真测试,仿真结果表明所设计的滤波器各项性能指标均能够达到设计目标要求。

一种设计频率特性有间断滤波器的新方法

为设计出具有良好的间断频率特性的滤波器,引入了新型的全相位设计法．深入剖析了全相位设计法从传统频率采样法衍生的内在机理,证明了全相位滤波器的频率响应函数等于频率采样向量与卷积窗频谱的离散卷积这一结论,该结论很好地解释了全相位设计法适合设计间断频率特性滤波器的原因．仿真试验结果表明,全相位设计法设计出的陷波器具有较好的传输特性,阻带衰减可达～300 dB．

特定频率响应FIR滤波器的设计及其在水声中的应用

在水声信号处理中,有时普通滤波器不能够满足应用要求,需要利用具有任意的给定频率响应的滤波器。本文利用自适应方法设计具有给定频率响应的FIR滤波器,并将该方法设计的滤波器用于产生宽带信号的精确时延信号和进行时域宽带波束形成,使用效果较好。该类滤波器使用非常有效,而且计算量小,易于工程实现。

遗传算法在FIR滤波器设计——频率抽样法中的应用

本文介绍了遗传算法在FIR滤波器设计———频率抽样法中的应用 .用遗传算法确定过渡带样本值 ,解决了传统方法 (查表法 )不能保证数据是最优的问题 .本文还对标准遗传算法进行了适当的改进 .给出了FIR数字低通、带通滤波器设计的两个例子 .实验结果说明通过遗传算法设计的FIR滤波器性能较查表法得到了改善 .

同步相量和频率测量最优滤波器设计

针对基于有限长单位冲激响应(finite impulse response,FIR)数字滤波器的同步相量测量原理,首先从理论上推导基波、谐波和噪声引起的测量误差与滤波器频响特性的关系,由此定义滤波器多项技术指标,并通过建立总向量误差和频率测量误差与这些技术指标的函数关系,制定实现同步相量和频率测量的FIR数字滤波器组的最优设计准则。其次,针对离散傅里叶变换(discrete Fourier transform,DTF)类动态相量测量原理,推导这类算法的等效数字滤波器组,根据最优设计准则求解优化问题,进行滤波器自由参数最优选取,实现滤波器的最优设计,并给出长度分别为2、3和4周波的相量测量滤波器,以及4和5周波的频率测量滤波器组的设计结果。最后,将同长度最优设计算法与相关性能评估中表现优越的4周波TWLS算法进行性能比较,仿真实验表明,两者在静态和动态各类测试中,总体均表现出非常接近的优越性能,而在抗谐波性能方面,优化算法具有明显优势。

基于MICA的声级计频率计权数字IIR滤波器设计

针对双线性变换法在设计声级计频率计权数字滤波器时存在固有频率失真问题,提出一种基于改进帝国竞争算法的数字IIR滤波器设计方法.为避免帝国竞争算法出现早熟收敛而陷入局部最优的问题,在帝国竞争算法同化阶段引入混沌函数来增大搜索范围,与此同时,在帝国竞争阶段引入克隆进化算子,引导算法向IIR滤波器参数最优解方向搜索,得到改进帝国竞争算法.在研究声级计A、C计权的IIR滤波器误差来源的基础上,利用改进帝国竞争算法对声级计频率计权数字IIR滤波器系数进行寻优求解,构建基于改进帝国竞争算法的频率计权数字IIR滤波器优化模型.仿真与实验结果表明,本文提出的数字滤波器设计方法精度较高,且滤波器的误差能控制在10-3dB数量级范围内.在噪声环境下不同声信号级进行的频率计权测试结果表明,改进帝国竞争算法测试的声信号级的计权误差能维持在10-2 dB数量级范围内,完全满足国家标准GB/T3241—2010对1级声级计的设计要求.

一种基于频率响应屏蔽技术的FIR滤波器设计新方法

提出了一种设计高效窄过渡带宽FIR滤波器的新方法。该方法以传统的频率响应屏蔽(FRM)方法为基础,通过选择特定的原型滤波器来降低合成的数字FIR滤波器的复杂度。本文研究了该方法的原理、实现结构和设计方法,并通过设计实例证明了此方法的有效性。

频率采样法设计陷波器及其在啸叫抑制中的应用

本文提出了一种新的频域采样法用以设计数字滤波器。这种方法可以将啸叫抑制系统中的啸叫检测和抑制一起完成,比从时域滤波更加方便。只要频域分辨率足够高,便可实现任意幅频特性,而且具有线性相位的滤波器。

中心频率可连续调节带通滤波器设计

文中介绍了以MAX264为核心构成的开关电容带通滤波器实用电路。通过引脚编程,可任意改变f_0及Q值,实现中心频率的连续调节和数字显示。具有性能好、精度高、电路简单、调整容易等特点。

导弹稳定控制中陷波滤波器的离散化研究

开展导弹稳定控制设计时,通常采用陷波滤波器对弹体弹性振动频率进行抑制,保证控制系统的弹体弹性稳定性。介绍了陷波滤波器的基本原理,针对陷波滤波器离散化设计带来的频率畸变问题,提出了一种改进预畸变双线性变换法,在不改变陷波滤波器阻尼比值的基础上,通过调节阻尼大小实现频率畸变的补偿。与传统离散化方法相比,所提出的方法既补偿了畸变频率,又保证了陷波宽度和相位特性与连续域相同,具有操作简单、适用性强等优点。