一种基于宽带信号的抽取滤波器设计
三线平行耦合线宽带带通滤波器的设计
三线平行耦合线宽带带通滤波器的设计一、简介在现代通信系统中，滤波器是一种非常重要的电子设备，它可以帮助我们过滤掉不需要的信号，从而提高通信质量。
而三线平行耦合线宽带带通滤波器是一种常见的滤波器类型，它具有宽带特性和良好的通频特性，被广泛应用于各种通信系统中。
在本文中，我们将深入探讨三线平行耦合线宽带带通滤波器的设计原理、特性及相关内容。
二、设计原理三线平行耦合线宽带带通滤波器是由三根平行的传输线构成的，并通过对这三根传输线进行合适的设计和耦合，可以实现对特定频率范围内信号的带通滤波。
在设计过程中，需要考虑传输线的长度、宽度、间距等参数，以及三根传输线之间的耦合方式和大小。
通过合理调整这些参数，可以实现对特定频率范围内信号的传输和过滤，从而实现滤波器的设计目的。
三、特性分析三线平行耦合线宽带带通滤波器具有以下特性：1. 宽带特性：由于设计方式和结构特点，该类型滤波器具有较宽的通频带宽度，可以覆盖较广的频率范围，适用于多种信号传输和滤波需求。
2. 高性能：在适当的设计条件下，三线平行耦合线宽带带通滤波器可以实现较高的传输性能和滤波效果，保证传输信号的质量和稳定性。
3. 调节灵活：通过调整传输线的参数和耦合方式，可以实现对滤波器的频率特性和带宽特性的调节，满足不同应用场景下的需求。
四、设计步骤1. 确定滤波器的工作频率范围和带宽要求2. 计算传输线的长度、宽度和间距等参数3. 选择合适的传输线材料和工艺4. 进行传输线的设计和布局5. 对传输线进行耦合调节和优化6. 进行滤波器的模拟和测试，调整参数以满足设计要求五、个人观点和理解作为一种重要的滤波器类型，三线平行耦合线宽带带通滤波器在现代通信系统中具有广泛的应用前景。
在设计过程中，需要充分理解滤波器的工作原理和特性，合理选择设计参数和工艺，以实现对特定频率范围内信号的传输和滤波。
由于不同应用场景下的需求差异，需要对滤波器的设计和调节具有一定的灵活性和可调节性。
一种新型的抽取滤波器设计
一种新型的抽取滤波器设计
陈雷;赵元富;高德远;文武;王宗民;朱小飞;彭和平
【期刊名称】《计算机工程与应用》
【年(卷),期】2005(041)032
【摘要】文章基于面积和功耗方面考虑提出了一种低功耗多相变级数非递归梳状滤波器结构,这种滤波器适合高阶过采样sigma delta A/D转换器.抽取滤波器采用Top-down方法设计,用0.6-μm CMOS标准单元实现,相比同样速度下的标准的非递归结构抽取滤波器节省了约1/3面积和功耗.
【总页数】3页(P25-27)
【作者】陈雷;赵元富;高德远;文武;王宗民;朱小飞;彭和平
【作者单位】西北工业大学航空微电子中心,西安,710072;北京微电子技术研究所,北京,100076;西北工业大学航空微电子中心,西安,710072;北京微电子技术研究所,北京,100076;北京微电子技术研究所,北京,100076;北京微电子技术研究所,北京,100076;西北工业大学航空微电子中心,西安,710072
【正文语种】中文
【中图分类】TP311
【相关文献】
1.一种24位Delta-Sigma A/D数字抽取滤波器设计 [J], 骆丽;李晓玥;曾俊琦;徐子轩
2.一种低功耗64倍降采样多级数字抽取滤波器设计 [J], 梅海军;吴金;聂卫东;张怡;
李晓蒙
3.一种基于宽带信号的抽取滤波器设计 [J], 李峰
4.一种数字中频处理的高倍抽取滤波器设计 [J], 童亚钦;郑世刚
5.一种低资源数字抽取滤波器设计 [J], 钱泽斌;严伟
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数字下变频的抽取滤波器组的ASIC设计
谢谢观看
2、可扩展性：数字下变频技术可以通过软件编程实现不同的频率转换，便于 系统的升级和扩展。
3、低功耗：数字下变频技术使用数字电路实现，相对于模拟电路，具有较低 的功耗。
4、高可靠性：数字下变频技术具有较高的稳定性和可靠性，不受环境因素的 影响。
参考内容
引言
数字下变频（DDC）和匹配滤波器是数字信号处理领域的两个重要概念。数字 下变频是将高频信号转换为低频信号的过程，而匹配滤波器则是一种用于信号 检测和识别的滤波器。本次演示旨在探讨基于FPGA的数字下变频及匹配滤波器 的研究，旨在实现高效、实时的信号处理，提高系统性能。
数字滤波器的基本概念
数字滤波器是一种通过数字计算方法对输入信号进行滤波处理的装置。与模拟 滤波器不同，数字滤波器具有更高的稳定性和精度，可以实现对输入信号的任 意处理，并且不会受到环境温度和噪声的干扰。数字滤波器可以根据不同的应 用场景进行分类，如低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和陷波滤波器等。
匹配滤波器
匹配滤波器是一种特殊的滤波器，其作用是最大化输出信号的信噪比。匹配滤 波器的输出与输入信号具有相同的幅度和相位响应，因此它可以有效地提高信 号的能量，降低噪声的干扰。在实际应用中，匹配滤波器的设计通常采用恒定 幅度和恒定相位响应的滤波器，其实现方法包括时域和频域两种方法。在数字 下变频中，匹配滤波器可以有效地提高信号的质量和分辨率。
结论
本次演示对数字滤波器的设计技术进行了详细的介绍，包括其基本概念、分类、 设计原理以及多种设计方法。通过这些内容的介绍，可以了解到数字滤波器设 计技术在信号处理领域中的重要性和广泛应用。随着科技的不断发展和进步， 相信数字滤波器的未来发展将会更加广阔，其在新型滤波器、高速滤波器和多 维滤波器等方面的研究与应用将会得到更深入的拓展。
基于Farrow结构的宽带信号分数延时滤波器的FPGA设计与测试
火 控雷达技术
Ｆｉｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｒａｄａｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｖｏ１．４５ Ｎｏ．２（Ｓｅｒｉｅｓ １７６）
Ｊｕｎ． ２０１６
z z z PsgiolePfrp
基 于 Ｆａｒｒｏｗ结 构 的宽 带 信 号 分 数 延 时 滤 波 器 的 ＦＰＧＡ设 计 与测 试
０ 引 言
宽带 相控 阵雷 达是 目前 雷达 技术 发展 的重 要方 向之一 。宽带信 号 可 以提 高 相控 阵雷 达 的抗 干 扰能 力 ，具 有更 高 的测 距 精度 及分 辨率 ，有 利于 目标 的成 像 、识别 与 分类 。但 传 统 的 相 位 控 制 方 法 由于 孑Ｌ径渡 越 问题会 导 致 波 束 的指 向偏 移 及 扫 描 不 准 ， 需要 采用 真 实 时 间延 时 线 （Ｔｒｕｅ Ｔｉｍｅ Ｄｅｌａｙ，ＴＴＤ） 来代 替移 相 器 。而 模 拟 延 迟 线 的成 本 高 、体 积 庞大 、功 耗 大 、稳 定 性 差 ，不 利 于 阵 列 雷 达 的应 用 。 数字 波 束 形 成 （Ｄｉｇｉｔａｌ Ｂｅａｍ Ｆｏｒｍｉｎｇ，ＤＢＦ）技 术 是
实现延 时补 偿具 有 成本低 、精 度 高、实现 简单 、稳 定性 好 等 众 多优 点 。 而基 于 Ｆａｒｒｏｗ结构 的 分数 延
时滤波 器 结构 简单 、延 时变化 灵活 快捷 ，且 易于构 建 宽带信 号 的分数 延 时滤 波 器。在 ＦＰＧＡ 系统 中
实现 宽带信 号 的分数 延 时 ，并 对其 延 时性 能 的 测 试 可 为将 来 宽 带信 号 的 ＤＢＦ工程 应 用 提 供技 术
基 础 。
关 键 词 ：数 字 波 束 形 成 ；Ｆａｒｒｏｗ结 构 ；分数 延 时
一种超宽带滤波器设计
图 1 的网络函数可分别表示为：
１ 电容加载脊波导理论分析
传统波导滤波器的设计过程中，截止波长因为受到波导 宽边尺寸的影响，难以方便实现超宽带。为了使得各级谐振 间的耦合系数提高，需要将相邻级间的耦合距离缩短，导致 在高频段使得各谐振腔之间距离变得太小而带来机械加工的 困难。 脊波导因为其拥有比普通波导更加宽广的基膜带宽，截 止频率就更低，容易实现宽带设计。本文利用脊波导结构同 电容加载的混合方式来实现宽带特性。对于电容加载脊波导 结构以及其等效电路模型如图 1 所示。 可以把脊波导看成是一段传输线。图 1 所示的等效电路 中， Z1 和 β1l 分别为特征阻抗和对应的电长度， jB 为电纳值。
随着无线通讯技术在日常生活中的应用不断增多，滤波 器作为微波、毫米波无线通讯和雷达系统中的一种关键无源 器件，其需求也日益增加。尤其是在频谱资源日益紧张的情 况下，对超宽带、高性能、小型化滤波器的需求也随之增加。 在滤波器的发展过程中，波导滤波器由于具有功率容量高、 Q 值大、插损小等诸多优点，仍然被广泛地应用于各类微波、 毫米波通信系统、地面和无线基站等场合。 然而，由于受波导器件工作原理的限制，普通波导滤波 器的实际体积都比较大，带宽较窄。为了解决此类问题，许 多学者或工程师利用消失模滤波器 [1-3]、多模滤波器 [4-6] 等来 达到波导滤波器的小型化，但此类结构还不能实现宽带的目 标。这时采用结构简单，且能实现宽频带的脊波导滤波器便 是一种理想的选择。本文将介绍一种新型电容加载脊波导构 成的宽带波导滤波器。该滤波器具有结构简单、通带范围宽、 频率选择性好、带外抑制高等特点。 通过与单脊波导传输线网络对比，可得到： βl=π/2 于是，有： 2βl1=tan-1(2/BZ) （3） 从公式（3）可以看出，只要 BZ1 足够大，2βl1 就会小 于 π/2。因此，在脊波导上采用电容加载后可以减少传输线 的电长度，实现滤波器的小型化。 （2） （1）
%80种性能良好的高效CIC抽取滤波器的设计
特性在∞∈［ｏ，耳／Ｊ］内呈单调递增，正是利用ＩＳＯＰ滤 波器的这一特性来对ＣＩＣ滤波器在通带内单调衰减
进行有效补偿的。为了补偿级联ＣＩＣ抽取滤波器带内
的衰减，在区间甜∈［ｏ，丌／Ｊ］单调递增的宽度应该与
输入带宽２兀丘保持一致。 因此，可以得到，一１／２Ｌ。在设计ＩＳＯＰ滤波器
时，只需要充分考虑Ｊ满足１≤Ｊ＜１／［２正］。为了实现
表明：该设计方法使得ＣＩＣ抽取滤波器性能得到改善，实现结构高效，在实际工程中有很大的应用价值．
关键词：ＣＩＣ抽取滤波器；余弦滤波器；ＩＳＯＰ滤波器；递归结构；部分多相结构
中图分类号：ＴＮ９１１．７
文献标识码：Ａ
文章编号：１６７３—８０８Ｘ（２０１０）０２—０１１３—０５
Ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ ｏｆ ａｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ＣＩＣ ｄｅｃｉｍａｔｏｒ ｆｉｌｔｅｒ
２．３ 利用ＣＯＳ和ＩＳＯＰ滤波器对ＣＩＣ滤波器综合改进
从２．１和２．２的分析中，不难想到可以综合应用 ＣＯＳ滤波器和ＩＳＯＰ滤波器对ＣＩＣ滤波器的通带和阻 带同时进行改进。下面是抽取因子为１６，级数为２，用３ 级ＣＯＳ滤波器进行预滤波，和用ＩＳＯＰ滤波器进行补 偿的改进ＣＩＣ滤波器的幅频特性图，如图３所示。
图３不同改进方法的ＣＩＣ频谱特性
万方数据
图４解递归法的实现结构
为了解决Ｄ不满足是２的整数次幂的高效结构 实现问题，文献１－６３提出了一种分解方法，使得任意抽 取因子的ＣＩＣ滤波器都能分通过分解来逐级降低抽 取速率。假设抽取因子Ｄ＝２ＰＦ，级联数Ｒ＝ｋ，引用文 献［９］的方法（取特例Ⅳ＝Ｓ＝２）可得：
其中ＩＳＯＰ滤波器参数为：Ｉ＝ｋＤ＝１６，ｆ一一９。
从图３中可以看出：用ＣＯＳ滤波器对ＣＩＣ滤波器进行 预滤波后，其阻带得到了很大的抑制，第一旁瓣衰减 由１３．１５ ｄＢ增加到了４１．９８ ｄＢ，有了２８．８３ ｄＢ的改 善，这是相当可观的。但是也加速了通带的衰减速度， 增加了通带的不平坦度。而再利用ＩＳＯＰ滤波器进行 补偿后，通带平坦度得到了明显的改善。假设通带带 宽为０．１（在抽取滤波器场合，这个带宽已经非常宽 裕），则带内波动由２．３６ ｄＢ减少到了０．２７ ｄＢ。
数字信号处理中的滤波器设计方法
数字信号处理中的滤波器设计方法数字信号处理是一种重要的信号处理技术，而滤波器则是数字信号处理中的重要组成部分。
滤波器的设计方法可以影响信号处理的质量和效果。
在数字信号处理中，滤波器的设计是一项非常关键的工作，它可以影响到信号的频谱特性、去除信号中的噪声以及增强信号的相关信息。
下面将介绍数字信号处理中的滤波器设计方法。
首先，滤波器设计需要明确滤波器的类型，通常可以分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等不同类型。
每种类型的滤波器都有其特定的频率响应特性，适用于不同的信号处理任务。
设计时需要根据信号的特点和处理要求选择合适的滤波器类型。
其次，滤波器设计的关键是确定滤波器的频率响应。
频率响应通常由滤波器的幅频响应和相位响应来表示。
常用的设计方法包括基于频率采样的FIR滤波器设计方法和基于极点、零点的IIR滤波器设计方法。
FIR滤波器具有线性相位响应和有限冲激响应，适用于需要精确频率特性和稳定性的应用；而IIR滤波器具有无限冲激响应，可以实现更紧凑的设计和较高的性能，但需要注意稳定性和相位延迟的问题。
另外，在滤波器设计中，滤波器的阶数也是一个重要的参数。
阶数决定了滤波器的复杂度和性能，通常阶数越高，滤波器的频率特性越好，但也会增加计算成本和延迟。
根据信号处理的要求和系统的实际需求，需要合理选择滤波器的阶数，进行平衡。
此外，滤波器的设计还需要考虑实现的方法和具体算法。
常见的实现方法包括窗函数法、频率采样法、最小均方误差法等，每种方法都有其适用的场景和特点。
通过选择合适的设计方法和算法，可以更好地实现滤波器设计的需求。
总的来说，数字信号处理中的滤波器设计是一个复杂而关键的工作，需要综合考虑信号特性、频率响应、阶数、实现方法等多个方面。
设计好的滤波器可以有效地改善信号处理的质量和效果，提高系统的性能和稳定性。
通过不断学习和实践，可以更好地掌握滤波器设计的方法和技巧，为数字信号处理的应用提供更好的支持和帮助。
基于FPGA的CIC抽取滤波器设计与实现
（ ） ４
Ｃ Ｉ Ｃ 抽取滤波器的幅频特性如图 ２ 所示 。 ／ 其中 ［ 为其 主 瓣， 其 它 的 区 间 为 旁 瓣。由 图 ０． ２ ＤＭ ］ π 可见 ， 随着频率的增 大 ， 旁 瓣 电 平 不 断 减 小， 但旁瓣电平相 对主瓣电平较大 ， 阻带衰减较差 。 为降低 旁 瓣 电 平 ， 可以采 用多级 Ｃ Ｉ Ｃ 滤波器级联的办法来实现 。
总第 ２ ６ ７期 ２ ０ １ ２ 年第 １ 期
计算机与数字工程 Ｃ ｏ ｍ ｕ ｔ ｅ ｒ ＆Ｄ ｉ ｉ ｔ ａ ｌ Ｅ ｎ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｐ ｇ ｇ ｇ
Ｖ ｏ ｌ ． ４ ０Ｎ ｏ ． １ １ ３ ７
基于 Ｆ Ｐ Ｇ Ａ的Ｃ Ｉ Ｃ 抽取滤波器设计与实现
雷能芳
（ ） 渭南师范学院物理与电气工程学院 渭南 ７ １ ４ ０ ０ ０
［ ２］ ／ 可以由 Ｆ Ｐ ＧＡ Ｃ Ｐ Ｌ Ｄ 开发工具 Ｑ ｕ ａ ｒ ｔ ｕ ｓ Ⅱ来完成 。采用 比直接采用 该方法进行数字信 号 处 理 系 统 的 Ｆ Ｐ ＧＡ 设 计 ，
图 ５ 测试电路
在Ｑ 对测试电路进行编译 ， 下载到 ｃ ｕ ａ ｒ ｔ ｕ ｓ Ⅱ 环境中 ， － ｙ 就可以对硬件进行测 ｃ ｌ ｏ ｎ ｅ系列 Ｅ Ｐ １ Ｃ １ ２ Ｑ ２ ４ ０ Ｃ ８ 器 件 后， ／ 经Ｄ 试 。 调制器 的 输 出 信 号 为 数 字 信 号 ， Ａ 转换后可以通 过示波器进行测试 ， 也可以直接采用 Ｑ ｕ ａ ｒ ｔ ｕ ｓ Ⅱ 软件中的 嵌
图 ３ ３ 级 Ｃ Ｉ Ｃ 抽取滤波器模型图
滤波器常结合半带滤波器来完成采样速 率 的 抽 取 功 能 。 滤 波时只做加法运算 ， 大大简化了计算量 ， 从而降低后续电路 的处理速度 。 本文的创新之 处 在 于 ： 应用现代 Ｄ Ｓ Ｐ技术设计 Ｃ Ｉ Ｃ抽 取滤波 器 ， 图 形 化 界 面 使 设 计 简 单 易 行， 避免了繁琐的 设计者甚至 不 需 要 了 解 Ｆ ＶＨＤ Ｌ 语言编程 ； Ｐ ＧＡ 和 硬 件 描 述语言 ， 真正实现了电子系统设计的黑盒 子 化 、 积木化和简
抽取与内插滤波器资料
滤波器的仿真工具
MATLAB
提供丰富的滤波器设计工具箱，支持多种滤波器类型 和设计方法。
Python
使用SciPy、NumPy等库进行滤波器设计和仿真，具 有强大的数据处理能力。
SPICE
电路仿真软件，可用于模拟电路中的滤波器设计和仿 真。
仿真结果分析
幅频响应分析
观察滤波器的通带、阻带特性以及过渡带的陡峭程度。
抽取与内插滤波器资 料
https://
REPORTING
• 引言 • 抽取滤波器 • 内插滤波器 • 抽取与内插滤波器的比较 • 滤波器的实现与仿真 • 总结与展望
目录
PART 01
引言
REPORTING
WENKU DESIGN
目的和背景
数字信号处理的发展
随着数字技术的飞速发展，数字信号处理已成为现代信号处理的主要手段。抽取与内插滤波器作为数字信号处理 的重要组成部分，对于提高信号处理效率和质量具有重要意义。
PART 05
滤波器的实现与仿真
REPORTING
WENKU DESIGN
滤波器的实现方法
IIR滤波器实现
采用递归型结构，利用模拟滤波器设计方法进行设计，如巴特沃 斯、切比雪夫等。
FIR滤波器实现
采用非递归型结构，通过窗函数法、频率采样法等进行设计。
自适应滤波器实现
根据输入信号的特性自适应地调整滤波器参数，如LMS算法、 RLS算法等。
图像处理
在图像处理中，抽取滤波器可用于 图像缩放和图像压缩等领域，实现 图像数据的降维和压缩。
PART 03
内插滤波器
REPORTING
WENKU DESIGN
内插滤波器的原理
采样定理
滤波器的参数设计和优化方法
滤波器的参数设计和优化方法滤波器是一种电子设备，能够对信号进行处理、滤除噪声或改变频谱特性。
在各行各业的应用中，滤波器的设计和优化是非常重要的一项任务。
本文将介绍滤波器的参数设计和优化方法，帮助读者更好地了解和应用滤波器。
一、滤波器的基本原理滤波器是使用特定的电子元件或数字算法来改变信号的频谱特性的设备。
滤波器可以分为模拟滤波器和数字滤波器两大类。
模拟滤波器是使用电容、电感和电阻等元件来实现滤波功能，而数字滤波器则是通过数字信号处理算法实现。
滤波器的基本原理是通过选择性地阻止或通过特定频率的信号，改变信号的频率或幅度特性。
滤波器的设计目标是使感兴趣的信号通过滤波器时尽可能保持原有的信号特性，而抑制或削弱其他非感兴趣的信号。
二、滤波器参数设计滤波器的参数设计是指根据实际需求和滤波器的特性，确定滤波器的各个参数值。
滤波器参数的设计通常包括滤波器类型、通带和阻带的频率范围、通带和阻带的增益等。
1. 滤波器类型选择滤波器类型是指根据信号的频率特性和滤波器的响应特点，选择适合的滤波器类型。
常见的滤波器类型包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。
2. 通带和阻带的频率范围确定通带是指允许信号通过的频率范围，阻带是指滤波器对信号进行抑制的频率范围。
根据应用的需求，确定滤波器的通带和阻带的频率范围，以满足对信号的处理要求。
3. 通带和阻带的增益设定通带增益是指滤波器在通带中对信号的增强程度，阻带增益是指滤波器在阻带中对信号的衰减程度。
根据信号的幅度特性和应用需求，设定滤波器的通带和阻带的增益，以满足对信号的处理要求。
三、滤波器优化方法滤波器的优化是指通过调整滤波器的参数或改变滤波器的结构，使得滤波器在特定的应用场景中表现更好。
滤波器的优化方法可以分为以下几类：1. 参数调整通过调整滤波器的参数，如电容、电感或电阻的数值，改变滤波器的特性。
参数调整方法可以是手动调整，也可以通过模拟或数字优化算法进行自动调整。
基于HMSIW的宽带带通滤波器设计分析
第6期2021年3月No.6March，20210 引言伴随着微波通信技术的迅速发展，对微型滤波器的需求越来越大。
传统的滤波结构，如金属棉导线或微裂线，成本高，体积大，不能满足微型滤波器的要求，因此开发了基片集成波导（SIW ）传输结构，其性能好、功耗低、损耗小、成本低、易于加工和集成等[1]。
基片集成波导（SIW ）传输结构空腔由介质基片组成，基片上、下两层金属表面线性排列，形成了基片上、下两层金属化的孔洞。
为降低SIW 衬底的漏失率，导轴通过切削成半个导轴来降低漏失率。
本文提出了一种融合缺陷微裂结构（DMS ）和散射结构的新型紧凑宽带通信滤波器，介绍了高模整流波导腔的工作原理，并分别介绍了单腔和多腔波导腔，分析了不同DMS 单元的引入对滤波器插入损耗、带宽和阻滞性能的影响。
1 理论分析构建高模集成波导腔，首先要确定同一频率范围内硅波导的宽度。
在此基础上，采用水平中心切削法，将SIW 的宽度控制在相应SIW 结构的一半左右。
一输入多输出结构，只传播TE 模式，不传播TM 模式。
在构建该腔体的基本结构时，必须考虑到金属通孔直径D 、两孔间距、W 孔宽度和等值宽度等重要参数。
随着钻距的减小，相邻孔之间的能量泄漏量减小。
SIFF 的当量宽度可按下列比例确定：0.95pd -W =W 2eff（1）SIW 腔体的截止频率可定义为：effr C w 2C =F x H （2）其中，C 是真空和组合区域中的光速；εr 是介质基底的相对容许性。
按公式（1）和公式（2）计算了硅钢腔的结构尺寸和关闭频率，形成高集成度硅钢腔基本结构，提高了其性能。
2 研究背景及意义随着无线通信技术的发展，中长波通信的应用越来越广泛，已成为实现远程、大规模通信的重要手段。
伴随着人类社会无线电通信和信息技术的迅速发展，人们对信息传输的速度和质量要求越来越高，同时也期待着F3型能有更舒适、快速、多样的信息传输方式。
与此同时，由于频谱资源固有的不可再生性，使得频谱资源与无线通信网络不断扩张的矛盾日益突出。
信号与系统中的滤波器设计与优化
信号与系统中的滤波器设计与优化在信号处理领域中，滤波器是一种关键的工具。
它可以帮助我们去除噪声、增强信号、平滑数据等。
滤波器的设计与优化是信号处理中的一个重要研究方向。
本文将介绍信号与系统中的滤波器设计与优化的基本概念和方法。
一、滤波器的基本原理滤波器是一种能够改变信号频谱的系统。
在信号处理中，通常我们希望去除不需要的频率成分，以及保留感兴趣的信号。
滤波器可以实现这一目标。
滤波器的基本原理可以通过频率响应来描述。
频率响应可以分为低通、高通、带通和带阻滤波器。
低通滤波器可以通过去除高于截止频率的频率成分，使得低频信号得以传递；高通滤波器相反，通过去除低于截止频率的频率成分，使得高频信号得以传递；带通滤波器可以传递两个截止频率之间的频率成分，而带阻滤波器则可去除两个截止频率之间的频率成分。
二、滤波器设计方法滤波器的设计有多种方法，常见的有时域设计和频域设计。
1. 时域设计时域设计是一种基于信号的时间域信息进行滤波器设计的方法。
其中，有限冲激响应（FIR）滤波器是时域设计的一种常见形式。
FIR滤波器具有线性相位特性和稳定性，并且可以通过自由设计滤波器的冲激响应来满足特定的频率响应要求。
2. 频域设计频域设计是一种基于信号的频率域信息进行滤波器设计的方法。
其中，无限冲激响应（IIR）滤波器是频域设计的一种常见形式。
IIR滤波器具有非线性相位特性，同时也能够满足特定的频率响应要求。
三、滤波器的优化方法滤波器的优化是指在设计滤波器时，通过调整参数来使其在一定指标下达到最佳性能。
在滤波器设计中，常用的优化方法有以下几种。
1. 最小二乘法最小二乘法是一种常见的滤波器优化方法。
在最小二乘法中，通过最小化滤波器输出与所需输出之间的误差平方和，来寻找最优滤波器参数。
最小二乘法对噪声具有较好的抑制效果，能够优化滤波器的频率响应。
2. 遗传算法遗传算法是一种模拟生物进化过程的优化方法，常用于滤波器设计中的参数优化。
通过随机生成一组初始参数，然后通过交叉和变异等操作来更新参数，直到达到最优解。
正弦波滤波器的原理及应用
正弦波滤波器的原理及应用正弦波滤波器是一种常用的电子滤波器，用于滤除输入信号中的高频成分，只保留其基频正弦波成分。
它的原理是基于信号的频率特性，通过调整电路参数或设计滤波算法，使得高频成分相对于基频成分被削弱或抑制。
正弦波滤波器适用于多种应用场景，如音频和通信信号处理、传感器信号处理、噪声去除等。
在模拟滤波器中，常用的正弦波滤波器有低通滤波器和带通滤波器。
低通滤波器通过将高频成分滤除，只保留低频成分，常用于去除噪声和混响等。
带通滤波器则可选择特定的频率范围，在此范围内保留正弦波成分，可应用于音频和通信信号处理中。
模拟滤波器的工作原理基于电路的频率响应，通过在电阻、电容、电感等元件上添加不同的元件，实现对特定频率成分的处理。
数字滤波器是通过数学运算实现的，它将输入信号转换为数字形式，然后在数字域中对其进行滤波处理。
数字滤波器可分为FIR滤波器和IIR滤波器。
FIR滤波器通过对输入信号的线性加权平均来实现滤波效果。
IIR滤波器则基于反馈环路来实现滤波效果。
数字滤波器可以通过算法的改变来调整滤波特性，对于宽带滤波和窄带滤波具有更大的灵活性。
正弦波滤波器在实际应用中具有广泛的用途。
在音频处理中，正弦波滤波器可以用于音乐合成、音效处理以及音频增强等。
在通信应用中，正弦波滤波器用于调制解调器、解码器的设计中，可以提高通信质量和减少误码率。
在传感器信号处理中，正弦波滤波器可以滤除噪声和杂波信号，提取出有用的信号信息。
此外，正弦波滤波器还可以应用于噪声去除、图像处理、生物信号处理等领域。
总之，正弦波滤波器是一种常用的电子滤波器，可以通过模拟滤波器或数字滤波器来实现对输入信号的频谱处理。
正弦波滤波器在音频与通信信号处理、传感器信号处理、噪声去除等领域有广泛的应用。
基于半波长槽线的宽带带通滤波器设计
基于半波长槽线的宽带带通滤波器设计程巍;章腾辉;吴佳佳;杨俊秀;李霖【摘要】A novel wideband band-pass filters based on 1/2 wavelength slotline is proposed in this paper.The wideband filter structure and the corresponding equivalent transmission line model are given in this design scheme.The equivalent circuit analysis reveals that the electrical and then geometric parameters of the filter structure can be obtained by theoretical calculation under the specific filter response conditions.The feasibility of the scheme is well verified by the EM simulation and measurements of the fabricated exemplary filter using the proposed structure and design method.A broadband band-pass filter with a center frequency of 3 GHz and a bandwidth of 100% is designed by using the above method.The results of electromagnetic simulation and physical measurement indicate that the scheme is accurate and fast, and the design cycle of the filter can be shortened significantly while achieving the wide bandwidth and low insertion loss characteristics of the filter.%提出了一种基于半波长槽线的宽带带通滤波器的设计方案.首先给出该种滤波器的物理结构和对应的等效传输线模型;其次依据电路模型进行理论分析,从预先确定的电路响应特性推导出带通滤波器的电参数;最后通过建立电磁仿真和电路板制作验证方案的可行性.采用以上方法设计了一个中心频率为3 GHz、频带宽为100%的宽带带通滤波器.传输线模型、电磁仿真与实物测量结果表明:该方案准确快速,可显著缩短滤波器的设计周期,并实现滤波器的宽带宽和低插入损耗特性.【期刊名称】《浙江理工大学学报》【年(卷),期】2017(037)005【总页数】4页(P687-690)【关键词】槽线;宽带;带通滤波器【作者】程巍;章腾辉;吴佳佳;杨俊秀;李霖【作者单位】浙江理工大学信息学院,杭州 310018;浙江理工大学信息学院,杭州310018;浙江理工大学信息学院,杭州 310018;浙江理工大学信息学院,杭州310018;浙江理工大学信息学院,杭州 310018【正文语种】中文【中图分类】TN713+.5无线通信技术的高速发展对无线通信的带宽提出了更高的要求。
基于Matlab的SigmaDelta+ADC中抽取滤波器设计与分析
１ 引言
近年来ＥＡＡＤＣ以其两大技术被广泛使用在音 频、语音处理、电子测量等中低频领域中。运用乏△调 制和过采样技术降低了带内噪声功率，提高了系统的 信噪比，从而增加了转换器的有效位。模拟信号经调制 后数据频率过大，需要用抽取滤波器将频率降低到适 合传输的大小，即奈奎斯特频率。笔者基于Ｍａｔｌａｂ分 析并设计了一种用于过采样音频信号的数字抽取滤波 器，采用多级多采样结构。该设计中调制器输出６．４ＭＨｚ 的１ ｂｉｔ数据，音频信号带宽为２０ ｋＨｚ，实现了对该数 据总１２８倍的抽取，输出码流为２０ ｂｉｔ。
【关键词】抽取；ＣＩＣ滤波器；补偿；ＦＤＡＴｏｏｌ
【中图分类号】ＴＮ７１３
【文献标识码】Ａ
Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｄｅｃｉｍａｔｉｏｎ Ｆｉｌｔｅｒ ｆｏｒ Ｓｉｇｍａ－Ｄｅｌｔａ ＡＤＣ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｍａｔｌａｂ
ＬＵ０ Ｙａｎ，ＴＡＮＧ Ｎｉｎｇ。ＨＥ Ｙｉｎｇ—ｚｉ （Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｇｕｉｌｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕｉｌｉｎ Ｇｕａｎｇｘｉ ５４１００４，Ｃｈｉｎａ）
２ 抽取滤波器的系统分析和设计
由数字与信号处理的知识了解到对信号的抽取 （采样）表现为时域的离散化，频域的周期化，如图１所 示。抽取的频率决定了时域离散化的程度以及频域周
期的大小。音频模拟信号经过乏△调制器的过采样之
后，过大的采样率造成输出数据带宽过大，频带内大
部分为无用信息，并将增加系统处理数据的负担。根据
ｆｌｉｔｅｒ啪ｓｔｕｄｉｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ．Ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ａ １２８ ｔｉｍｅｓ ｄｅｃｉｍａｔｉｏｎ ｆｉｌｔｅｒ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｍａｔｌａｂ ｉｓ ｅｌａｂｏｒａｔｅｄ ｔｏ
论光纤滤波器的基本原理与结构设计
论光纤滤波器的基本原理与结构设计摘要：本文对光纤滤波器的原理与结构设计进行了介绍，并和光栅的特殊性质及微结构光纤(MOF)相结合，对典型的微结构光纤滤波器的结构设计进行了阐述，展望了光纤滤波器的发展。
关键词：光纤滤波器基本原理光栅微结构光纤1.引言光纤滤波器是传感系统和波分复用(WDM)光通信系统中最基本地关键器件之一。
利用光的衍射和干涉原理实现光纤滤波的途径有很多，目前已经设计出了多种光纤滤波器结构。
包含:以声光调制机制为基础的声光滤波器、如Michelson干涉仪和Fabr-Perot干涉仪等基于光纤干涉仪的光纤滤波器、如长周期光栅滤波器和Bragg光栅滤波器等基于光纤光栅的光纤滤波器、如级联熔锥光纤藕合器和抛光非平衡光纤藕合器等基于祸合器的光纤滤波器。
2.光纤滤波器的基本原理2.1光纤滤波器的类型有多种选择可以实现光纤滤波器的结构设计，一般有级联光栅或光纤型、藕合器型、基于Sagnac的双折射环型等。
其中，最新的方法是采用级联方式来设计光纤滤波器。
整合或选择不同光栅或光纤等级联元件的某些光谱特性，可设计且研制出性能优异、结构新颖、可调谐的级联式新型高性能光纤滤波器。
同时通过采取不同的级联方式或选择不同的级联元件来对光纤滤波器的设计结构进行进一步的丰富，对光纤滤波器的设计自由度进行有效的扩大。
2.2光纤滤波器的原理及用途光纤滤波器是利用光衍射和干涉的原理设计而成，主要用于对信号中没用的频率(波长)成分进行滤除。
例如，包含较大范围其他波长信号干扰，中心波长是1550nm的窄带信号。
例如低通滤波器，原理如图1所示。
图1 滤波器滤波原理示意图某些光纤滤波器是用光纤为基本元件研制的，能用于具有特殊光谱函数、光相干层析技术(OCT)、光纤激光器中的波长选择以及气体高精度定标的新型光学系统等中。
比如，宽带带阻滤波器能够用于掺饵光纤放大器(EDFA)增益平坦、宽带带通滤波器能够用于能量补偿、窄带带通滤波器能够用于作激光器等。
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摘要 ： 级联 积分梳状 （ Ｃ Ｉ Ｃ ） 滤波器结构简单 ， 所耗逻辑资源少 ， 广泛用 于高速抽取 和插值操作 ， 但处 理宽带信 号的幅
频 响应 不 理 想 ， 难 以满 足抗 混 叠 性 能 。通 过 分 析 传 统 Ｃ Ｉ Ｃ滤波器结构 和功率谱密度 ， 改 进 型 滤 波 器 利 用 锐 化 级 联 积 分 梳状 （ Ｓ Ｃ Ｉ Ｃ ） 技 术 提 高 阻带 衰 减 并 加 入 内插 二 阶 多项 式 （ Ｉ Ｓ ＯＰ ） 补偿 器降低带 内容差 ， 同 时讨 论 了现 场 可 编 程 门阵
ｃ ｈａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ ｐａ ｓ ｓ — ｂ ａ ｎｄ ａ ｎ ｄ ｓ ｔ ｏ ｐ — ｂａ ｎｄ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ ： ｃ ａ ｓ ｃ ａ ｄ ｅ ｄ ｉ ｎｔ ｅ ｇｒ ａ ｌ ｃ ｏ ｍｂ ｆ ｉ ｌ ｔ ｅ ｒ； ｉ ｎｔ ｅ ｒ ｔ ｏｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｓ ｅ ｃ ｏｎ ｄ ｐ ｏｌ ｙ ｎｏ ｍｉ ａ ｌ ｓ ｃ ｏ ｍｐ ｅ ｎｓ ａ ｔ ｏ ｒ ； ａ ｍｐｌ ｉ ｔ ｕ ｄｅ —
文献标 识 码 ： Ａ
文章 编 号 ： Ｃ Ｎ ３ ２ — １ ４ １ ３ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ２ — ０ ０ ９ ３ — ０ ４
ＤｏＩ ： １ Ｏ ． １ ６ ４ ２ ６ ／ ｊ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｊ ｃ ｄ ｚ ｄ ｋ ． ２ Ｏ １ ５ ． ０ ２ ． ０ ２ ４
Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ Ａ Ｄｅ ｃ ｉ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｆｉ ｌ ｔ ｅ ｒ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｗ ｉ ｄ ｅ ｂ ａ ｎ ｄ Ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｌ
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ＬＩ Ｆｅ ｎ ｇ
（ Ｔｈ ｅ ２ Ｏ ｔ ｈ Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｃ ＥＴＣ， Ｘｉ ａ ｎ ７ １ ０ ０ ６ ８ ， Ｃｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｃａ ｓ ｃ ａ ｄｅ ｄ ｉ ｎｔ ｅ ｇｒ ａ ｌ ｃ ｏ ｍｂ （ ＣＩ Ｃ）ｆ ｉ ｌ ｔ ｅ ｒ ｓ ａ ｒ ｅ ｗｉ ｄｅ ｌ ｙ ｕｓ ｅ ｄ ｉ ｎ ｈｉ ｇ ｈ — ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ ｄ ｅ ｃ ｉ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎｄ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ — ｐｏ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏｎ ｄ ｕｅ ｔ ｏ ｔ ｈｅ ｓ ｉ ｍｐｌ ｅ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｎｄ ｆ ｅ ｗｅ ｒ ｌ ｏｇ ｉ ｃ ａ ｌ ｒ ｅ ｓ ｏｕ ｒ ｃ ｅ ｓ， ｂｕ ｔ ｉ ｔ ｓ ａ ｍｐｌ ｉ ｔ ｕｄ ｅ — ｆ ｒ ｅ —
列（ Ｆ Ｐ ＧＡ） 实 现 的 硬 件 结 构 和 寄存 器 位 宽 。仿 真 验 证 了改 进 型 滤 波 器 具 有 更 好 的 通 、 阻带 特性 。
关键 词 ： 级联积分梳状滤波器 ； 内插二阶 多项式补偿 器 ； 幅频响应 ； 阻带抑制
中图分 类号 ： Ｔ Ｎ ７ １ ３ ． ７
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ｑｕ ｅ ｎｃ ｙ ｒ ｅ ｓ ｐｏ ｎｓ ｅ ｄｉ ｆ ｆ ｉ ｃ ｕｌ ｔ ｌ ｙ ｍｅ ｅ ｔ ｓ ｔ ｉ ｌ ｅ ａ ｎ ｔ ｉ — ａ ｌ ｉ ａ ｓ ｉ ｎｇ ｐｒ ｏｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｉ ｎ ｄｅ ａ ｌ ｉ ｎｇ ｗｉ ｔ ｈ ｂ ｒ ｏ ａ ｄ ｂａ ｎｄ ｓ ｉ ｇ ｎａ ｌ ｓ ．Ａ ｆ —
２ ０ １ ５年 ４月
舰 船 电 子 对 抗
ＳＨ Ｉ ＰＢ０ Ａ ＲＤ ＥＬＥＣＴ ＲｏＮ Ｉ Ｃ ＣＯ Ｕ ＮＴ ＥＲＭ ＥＡ ＳＵ ＲＥ
பைடு நூலகம்
Ａｐ ｒ ． ２ ０１ ５
Ｖ０１ ．３ ８ ＮＯ． ２
第 ３ ８卷 第 ２期
一
种 基 于宽 带信 号 的抽 取 滤 波器 设 计
喹 李 ｌ