一种集成IIR滤波的三阶噪声整形逐次逼近ADC设计

针对经典噪声整形(Noise-Shaping,NS)无源逐次逼近型(Successive Approximation Register,SAR)模数转换器(Analog-to-Digital Converter,ADC)精度较低问题,提出了一种动态放大器与无限冲激响应(Infinite Impulse Response,IIR)滤波器级联的三阶NS-SAR ADC设计方法。利用动态放大器增益和IIR滤波器积分来补偿余量电压损失,以提高NS-SAR ADC的精度。同时,采用基于浮动反相器的放大器(Floating Inverter Amplifier,FIA)提高ADC的稳健性。基于0.18μm互补金属-氧化物-半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)工艺进行设计,实验结果表明,设计的ADC在考虑工艺-电压-温度波动的情况下,以10 bits电路结构实现了大于4.3 bits的有效位数提升;在1.8 V电源电压、2 kS/s采样速率和8倍过采样率条件下,信噪失真比为88.2 dB,功耗为1.05μW,能效优值为168.9 dB。与经典NS-SAR ADC设计相比,所提设计实现了较高的ADC精度。

微电网并网逆变器频率自适应前馈双模重复-比例控制

重复控制因其能有效抑制谐波信号而被广泛应用于逆变器控制中,但其动态性能较差,且在电网频率波动时谐波抑制性能下降严重。为此,该文提出一种频率自适应前馈双模重复-比例控制。在双模重复控制的内模中加入前馈环节改善系统的动态性能,并使用无限脉冲响应滤波器实现对电网频率波动导致的分数延迟精确近似。该文给出频率自适应前馈双模重复-比例控制的原理、稳定性分析和参数优化设计过程。实验结果证明了所提出的控制方法在电网频率波动时能抑制并网电流谐波,且具有较好的动态性能。

一种设计IIR数字滤波器的参数化方法

基于连续时间状态空间结构和广义双线性变换,提出了一种设计无限冲激响应(IIR)数字滤波器的参数化方法.优点是稳定区域包含了整个参数空间,因此可以采用无约束优化方法.给出了仿真实例,并与已有的设计方法进行了比较,其通带波动、阻带衰减、群迟延等性能更为优越.

基于FPGA的IIR数字滤波器的设计与仿真

提出一种在FPGA中实现高速IIR数字滤波器的方法,在理论上分析了IIR数字滤波器系数取整后的稳定性问题;利用FDATool设计滤波器,在Matlab中编程仿真;使用实验仿真的方法确定IIR滤波器系数量化字长,保证了IIR滤波器性能和硬件资源的优化,使IIR滤波器能适用高速场合,研究了FPGA中运算部件的运算特点,采用Verilog硬件描述语言实现迭代运算及有符号数乘法;最后编程实现IIR数字滤波器,通过QuartusII仿真并在FPGA上实现。通过试验验证,该方法设计的IIR数字滤波器收敛,能适用于对实时性要求高的系统中。

IIR滤波器的DSP实现

IIR滤波器用较少阶数就获得较高的频率选择特性。根据滤波器的技术指标,采用FDATool工具来设计阶数最小的滤波器,导出滤波器的抽头系数;然后用DSP汇编语言编程,实现IIR算法;用MATLAB产生合成输入信号,导入滤波系统;最后,用CCS软件观察滤波前后的波形变化。波形仿真结果和理论值相吻合。

基于自由搜索算法的IIR数字滤波器设计

无限脉冲响应(IIR)数字滤波器的设计实质上是一个多参数多目标优化问题。针对自由搜索算法原型优化设计时存在后期寻优效率低等缺陷,提出一种改进搜索策略的优化方法。通过动态调整个体的领域搜索半径和定期轴向搜索等策略,提高算法在多维空间的搜索能力。将其应用于IIR数字滤波器的优化设计,并在最小均方误差、最小通带阻带纹波幅值和两者相结合的优化准则下,对参数空间施加适当的约束条件,建立相应的优化模型。仿真结果表明,在设计IIR数字滤波器时,该算法的优化结果优于同类算法。

IIR数字滤波器设计实验教学的探索与实践

根据目前数字信号处理课程实验教学大纲和IIR数字滤波器设计的实验教学现状，结合该校“IIR数字滤波器的设计”这一专题实验教学过程中的一些具体做法和心得体会，提出了针对不同专业的学生采用不同的实验教学方法和手段，强调理论与实践相结合，突出这一专题实验的重要性和针对性。实践证明：不同专业学生采用不同的实验手段，不仅能够较快的理解课堂讲授的理论，而且能提高其综合应用能力和分析问题的能力。

导航抗干扰系统滑窗IIR陷波器实现技术研究

针对传统IIR陷波器在高采样速率时更新操作无法完成的问题,提出一种后推IIR陷波器实现方案,能够有效提高工作时钟;进一步设计基于滑窗算法的IIR陷波器实现方案,在保证系统稳定的前提下,有效降低信号损失,提高捕获性能。仿真结果表明本文所提IIR陷波器实现技术的有效性与较好的工程应用前景。

一种海浪干扰IIR数字滤波器的设计与仿真

在船舶控制和性能研究中,海浪干扰是不可忽视的环境扰动。海浪影响着舰船的稳定控制和近海面作业的直升机的安全,所以应尽可能想办法消除海浪干扰。文中首先建立了海浪的模型,并进行了三级海况下海浪的实时仿真;接着采用巴特沃兹方法设计了一种海浪IIR数字滤波器,将海浪中的高频一阶波浪部分加以滤除;最后,运用MATLAB编程进行仿真实验,结果表明,所设计的海浪干扰数字滤波器的滤波效果显著,可以用于实际船舶控制应用中。

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MATLAB的IIR数字滤波器设计

数字滤波是数字信号处理的重要内容,数字滤波器可分为FIR和IIR两大类。文章根据IIR滤波器的设计原理,详细介绍了MATLAB环境下IIR数字滤波器的设计方法和操作步骤,并列出了设计实例程序及运行结果。

基于TMS320F28035 CLA的IIR低通滤波器设计

在基于TI公司Piccolo系列DSP芯片的变频控制中,ADC采样的信号不可避免的要受到开关电源高频开关信号或者IGBT高频开关信号的影响,使采样得到的信号夹带有高频信号干扰,从而导致控制算法得到错误的信号,产生误动作,使控制效果下降甚至失效。在DSP芯片CPU中虽然可以设计滤波器,但是滤波器的运行会增加CPU开销,使CPU无暇处理其他诸如通信、诊断之类的系统任务。正是基于上述原因,在TMS320F28035芯片CLA硬件平台上设计出IIR低通滤波器,它能有效的滤除高频信号的干扰,解决三相变频控制信号受高频信号干扰的难题,提高控制系统的控制精度,同时减少CPU的开销。给出IIR低通滤波器的Matlab/Simulink仿真设计和在TMS320F28035芯片CLA上的软件设计。最后通过实验验证IIR低通滤波器设计的正确性。

基于单自由度振动模型的IIR数字滤波器设计

无限冲击响应(IIR)数字滤波器设计通常需要先设计S域滤波器,再变换到Z域。为简化IIR数字滤波器的设计过程,本文提出利用单自由度系统(SDOF)模型直接设计IIR数字滤波器的方法,包括低通、带通、高通、带阻等。仿真结果表明设计过程直接、简单,滤波器参数不需要随采样频率而变,具有良好特性,是一种设计IIR数字滤波器的简便易用的新方法。

Matlab7.1环境下IIR滤波器的设计与仿真

在Matlab7.1环境下IIR数字滤波器的设计有三种方法,典型设计法,完全设计法,FDATOOL设计法。由于典型设计法与完全设计法具有复杂的设计过程、大量的计算工作、调整滤波器的特性困难的特点,限制了这两种方法的应用。该文重点介绍第三种快速有效的设计数字滤波器的方法——FDATOOL设计法。并详细说明了运用Matlab语言进行完全设计法和利用FDATOOL进行IIR数字滤波器界面设计的步骤。FDATOOL界面设计法试我们可以直观简便的随时对比设计要求和调整滤波器特性参数,对于减轻设计工作量和最优化滤波器设计起到极大的作用。同时还说明了在Matlab环境下如何利用simulink对所设计的IIR数字滤波器仿真。

基于改进滑模观测器的PMSM无速传感控制设计

针对滑模观测器(SMO)因高频抖振导致电机转子速度和位置难以准确估计,且速度环PI控制器鲁棒性和速度跟踪性能较差的问题,提出一种基于改进滑模观测器的永磁同步电机(PMSM)无速传感控制设计.首先,在直接转矩控制系统中的滑模观测器后加入无限脉冲响应滤波器(IIR filter),以解决在滑模观测器输出中的高频噪声,并进一步采用连续的双曲正切函数代替不连续的符号函数,以改善系统抖振;其次,基于自抗扰控制器(ADRC)设计速度环,用以改善系统超调和转速之间的矛盾;最后,在Matlab/Simulink环境下搭建了硬件在环实验平台.仿真和结果表明,在相同负载和干扰条件下,相比传统无速度传感系统,本文所设计的自抗扰永磁同步电机无速传感控制能减小转速估计的抖振,且具有更优的鲁棒性和速度跟踪性能.

数字滤波器性能指标优化中IIR的设计与仿真

数字滤波器主要由数字乘法器、数字加法器以及延时单元组成,可以称为一种算法或是一种装置。目前,关于数字滤波器设计方法的研究正在稳定发展。基于遗传算法的IIR数字滤波器的设计与仿真方面进行得如火如荼。这种遗传算法是依据自然界进化规律——适者生存、优胜劣汰的遗传机制演化而来的随机化搜索方法。现如今对遗传算法的研究更加偏向应用工程化方面。特别是近年来世界范围内形成的进化计算热潮,包括组合优化、机器学习、信号处理、自适应控制和人工生命等领域。在数字滤波器设计方面,遗传算法是一个大胆的尝试。文章针对数字滤波器性能指标优化中无限脉冲响应的设计与仿真进行了研究。

IIR数字滤波器的FPGA快速实现

针对IIR(无限脉冲响应)滤波器的一般结构,提出了一种在FPGA上快速实现的方法。该方法根据滤波器网络结构,采用Matlab函数产生1组零极点参数且进行适当量化,据此构建IIR滤波器的差分方程并用VHDL语言实现。在Cyclone III系列EP3C40 FPGA中实现了磁悬浮主轴位移传感器取样信号低通滤波器。研究结果表明:该设计方法实现简捷、运算速度快、占用硬件资源少,具有一定的应用价值。

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。

基于IIR数字滤波器的复合信号分离

数字滤波器是数字信号处理中的重要组成部分,其理论实现过程比较复杂.本文以Matlab为工具,介绍了IIR数字滤波器在复合信号分离中的应用,并给出了仿真结果.实践表明,将Matlab应用于"数字滤波器设计"课程教学,可增强学生的感性认识,有助于学生理解与掌握数字滤波器的基本原理和设计方法,锻炼学生的动手实践能力和创新意识.

一种新的IIR滤波器设计方法

文章从一个新的角度提出了一种在给定冲击响应条件下IIR滤波器的设计方法.实验结果表明:它的误差性能接近于Matlab中Stmcb函数的误差性能,而优于其它几种方法.