窄带滤波器的设计与DSP实现

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DSP课程设计滤波器

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前言.. (1)1 方案设计与论证 (2)1.1 设计方案概论 (2)1.2 设计方案详论 (2)1.3 设计工具CCS及SEED-DTK2812 实验系统简介 (3)2 系统设计 (4)2.1 IIR数字滤波器的设计方法及原理 (4)2.2 程序设计流程图 (6)2.3 系统设计步骤 (7)4 总结 (10)参考文献 (12)致谢 (13)附录 (14)前言本文介绍了滤波器的滤波原理以及模拟滤波器、数字滤波器的设计方法。

重点介绍了IIR数字滤波器的设计方法。

即脉冲响应不变法和双线性变换法。

在此基础上,用DSP虚拟实现任意阶IIR滤波器。

此设计扩展性好,便于调节滤波器的性能,可以根据不同的要求在DSP上加以实现。

数字信号处理是利用计算机或专用处理设备,以数字形式对信号进行采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等处理,以得到符合人们需要的信号形式。

数字信号处理是围绕着数字信号处理的理论、实现和应用等几个方面发展起来的。

数字信号处理在理论上的发展推动了数字信号处理应用的发展。

反过来,数字信号处理的应用又促进了数字信号处理理论的提高。

而数字信号处理的实现则是理论和应用之间的桥梁。

数字信号处理是以众多学科为理论基础的,它所涉及的范围极其广泛。

例如,在数学领域,微积分、概率统计、随机过程、数值分析等都是数字信号处理的基本工具,与网络理论、信号与系统、控制论、通信理论、故障诊断等也密切相关。

近来新兴的一些学科,如人工智能、模式识别、神经网络等,都与数字信号处理密不可分。

可以说,数字信号处理是把许多经典的理论体系作为自己的理论基础,同时又使自己成为一系列新兴学科的理论基础。

数字滤波器根据其冲激响应函数的时域特性,可分为两种,即无限长冲激响应(IIR)数字滤波器和有限长冲激响应(FIR)数字滤波器。

基于DSP的直接序列扩频信号中窄带干扰的抑制算法及实现

基于DSP的直接序列扩频信号中窄带干扰的抑制算法及实现

文章编号:1001-893X(2004)06-0063-04基于DSP 的直接序列扩频信号中窄带干扰的抑制算法及实现*收稿日期:2004-01-28基金项目:重庆市应用基础项目资助(7964)朱冰莲,田学隆,缪洪华(重庆大学,重庆400030)摘 要:直扩系统的抗干扰能力由其处理增益决定,当其处理增益不足以对抗强干扰时,则需寻找其他干扰抑制来提高系统性能。

本文研究了一种直扩信号的干扰抑制算法,对其工作原理进行了分析,给出了干扰复制和门限算法,并讨论了其中的非线性运算的DSP 实现问题。

关键词:直接序列扩频;窄带干扰抑制;DSP;算法中图分类号:TN911;TN914.4 文献标识码:AAlgorithm and Realization for Narrow -Band Interference Suppression Based on DSP in DSSS CommunicationsZ H U Bing -lian,TIAN Xue -long,MIU Hong -hua(Chongqing University ,Chongqing 400044,China)Abstract:A Direct Sequence Spread Spectrum(DSSS)system is well known for its inherent anti-jam character because of its processing gain.When the processing gain is not high enough to suppress the interference,some other effective methods must be found .This paper introduces an advanced way to suppress narrow band interfer ence in DSSS signal,analyzes its principle,and illuminates the DSP imple mentation of nonlinear algorithm.Key words:Direct sequence spread spec trum(DSSS);Narrow-band interference suppression;DSP;Algorithm 直接序列扩频(DSSS)通信系统具有很强的抗干扰能力,其抗干扰的能力与扩频增益是成正比的。

窄带LC带通滤波器的设计与实现

窄带LC带通滤波器的设计与实现
设 计 和 实 现 相 对 于 宽 带 滤 波 器 较 难 , 要 是 集 成 片 主
础上 , 过试验 摸 索 , 通 采用 了一种新 型 电路 的结构 形 式 。该 电路结 构既 克服 了 巴特沃思 函数 滤波 器阻 带 抑制 差 的缺点 , 克服 了传 统 谐 振 器耦 合 式 带 通 对 又 片式 电容 、 电感 元件 值精 度要求 高 、 高频应 用 不易 实 现和调 试 的缺 点 。本 文 通过 精 心 设 计 和 调 试 , 功 成 地实 现 了 一 个 中 心 频 率 在 1 0 0 MHz 带 宽 为 0 、 2 0MHz 的窄带 带通 滤波 器 。
收 稿 日期 :2 1 一4— 7 0l 1
器耦 合 式 带 通 是 比较 容 易 的 。然 而 随 着 频 率 的升
高 , 现谐 振 器 耦 合 式 带 通 滤 波 器 就 会 变 得 困难 。 实

方面 是 因为寄 生参 数 影 响 很 大 , 带 滤 波器 的通 窄
带包 络 不容 易形 成 ,并且 会造 成通 带 内的插入 损 耗
所 示 。图 中 :
c 一 !
L 3
( 2)
c一
图 2 四阶 电容 耦 合 谐 振 式 带 通 滤 波 器
±
L, I
±
() 3
() 4
c 一

根 据 滤波器 设 计理 论和 四阶 巴特 沃思 函数 低 通
图3
一 的 网 络 变 换 过 程 T

”一 Biblioteka ’ 式 中 : / 为 滤 波 器 带 宽 ; 为 中 心 频 率 ; 为 电 感 △ - 厂 L

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窄带抗干扰技术原理及应用

窄带抗干扰技术原理及应用

窄带抗干扰技术原理及应用窄带抗干扰技术是一种在窄带干扰环境中提高信号质量的技术。

它通过抑制干扰信号,提高信号的抗干扰能力,从而实现有效信号的传输和接收。

窄带抗干扰技术的原理主要有以下几个方面:1. 频域滤波:窄带抗干扰技术利用频域滤波原理,将带宽较宽的信号转化为带宽较窄的信号,从而在保持传输效率的前提下抑制干扰信号。

2. 时域滤波:窄带抗干扰技术利用时域滤波原理,通过对信号进行时域滤波,去除干扰信号中的高频成分,从而抑制干扰信号。

3. 自适应均衡:窄带抗干扰技术通过自适应均衡算法,对信号进行动态均衡,从而消除干扰信号引起的像对称失真、间歇性干扰等问题,提高信号质量。

4. 运动场估计:窄带抗干扰技术利用运动场估计原理,对窄带干扰信号进行场估计,从而抑制干扰信号,提高信号质量。

窄带抗干扰技术在各个领域都有广泛的应用,主要包括以下几个方面:1. 无线通信:窄带抗干扰技术可以应用于无线通信系统中,提高通信质量和抗干扰能力,从而提高通信的可靠性和稳定性。

2. 军用通信:窄带抗干扰技术可以应用于军用通信系统中,抑制敌方的干扰信号,提高通信保密性和抗干扰能力。

3. 雷达系统:窄带抗干扰技术可以应用于雷达系统中,提高雷达信号的抗干扰能力,减少干扰信号对雷达系统的影响。

4. 医学影像:窄带抗干扰技术可以应用于医学影像领域,提高医学图像的质量和分辨率,减少干扰信号对医学影像的影响。

5. 自动控制:窄带抗干扰技术可以应用于自动控制系统中,提高系统的控制精度和鲁棒性,减少外部干扰信号对系统的影响。

窄带抗干扰技术的发展将对现代通信、雷达、医学、自动控制等领域的发展产生积极影响。

随着科技的不断进步和人们对通信质量要求的提高,窄带抗干扰技术将在未来得到更广泛的应用和发展。

信号分析系统中的极窄带滤波器的设计与实现_闻翔

信号分析系统中的极窄带滤波器的设计与实现_闻翔
中国自控网 !http://www.autocontrol.com.cn ? ? 120 元 / 年 邮局订阅号 !82-946 !!! "A_
图 " 原型滤波器的时域响应
内插 789 滤波器的时域响应
图 % 内插滤波器的时域响应 ]\^_K
度响应为
给定一个 Y 阶的原型滤波器 # 该滤波器的频域幅 $ 该滤 波器对应的 内插
原型 789 滤波器频率响应的幅度特性
滤波器对应频域幅度响应分别为
图 [ 原型滤波器的频域响应 电话 !010-62132436 "62192616 #T/F $ ! 变频器与软启动器应用 200 例 "
应用与实践
内插 &46 滤波器频率响应的幅度特性
您的论文得到相关企业家品评
由采样定理 #参数应该满足如下的条件 % 根据内插倍数和目标滤波器参数 # 可以 得到镜像滤 波 器的滤波器参数 % 易知 # 参数应该满足下面条件 %
设计得到的滤波器阶数为 %7" $=< # 总的等效计 算 阶数为 %7$7!87"$.> $ 可以看出 # 在这种情况下 # 内插 级联滤波器的所需乘法器个数为直接设计滤波器的
=.1;? $ 在采用 &@AB 实 现时 # 利本文 提出的分级 结
构 #所 需 的 乘 法 器 的 个 数 为 等 效 计 算 阶 数 #内 插 的 过
给定一个窄带低通滤波器 # 我们称之为 目标滤波 器 # 可 以 得 到 该 滤 波 器 的 通 带 截 止 频 率 为 &*2 阻 带 起 始频率为 &32 通带衰 减为 # 阻带衰 减为 # 系统的 采样频 率为 &’()*+,$ 45&46 的设计过程就是确定内插的倍数 $ 具体的 过程为 %首先对目标滤波器指标进行分解 # 假设进行 # 倍的内插 # 内插滤波器的原型滤波器的指标为 %

窄带带通滤波器设计实例

窄带带通滤波器设计实例
程 中最 常用 的 基 本 元 件 , 内 外 早 已 国
提 下 , 幅 度 降 低 了整 机 成 本 , 功 解 决 了该 型 接 收 机 中 频 大 成
进 行 了大 量 的详 细研 究 。 随着 技 术 的 发 展 和进 步 , 波 器 技 滤
术 总 是 在 不 断地 进 行 结 构 的变 换 ,改 进 及 设 计 方 法 的更 新 。 毫 不 夸 张 地 说 。 波 器 的 设 计 仍 然 是 当今 无 线 电技 术 的 中心 滤 问 题 之 一 。特 别 是 当 今 的 信 息 时 代 , 息 技 术 产 业 突 飞 猛 进 信 的 今 日 . 磁 波 的各 个 频 段 都 被 各 种 充分 的 理 由拥 挤 不 堪 地 电 占用 掉 . 要 想 获 得 良好 的 抗 干 扰 或 电 子 对 抗 的效 果 , 波 而 滤
5 将 低 通 滤 波 器 变成 带 通 滤 波 器 ) 每 个 电容 并 联 一 个 电感 使 之 谐 振 , 个 电 感 串 联 一 个 电 每
容, 和低损耗 的高 Q磁环绕 制电感 , 即可满足带 通滤波器 的
要 求 。按 照 以上 方 法 及 优 化 后 的 参 数 . 带 通 滤 波 器 进 行 工 对 程 实 现 . 果 与理 论 仿 真 基 本 吻 合 。 结
的 电路 形 式 与 参 数 如 图 1 示 。 所 4用 z5 ) - 0和 如下:
= 0 MH 1 z对 低 通 滤 波 器 去 归 一 化 公 式

最 高 可 达 5 B 以上 , 入 损 耗 仅 1d 0d 插 B左 右 。 好 地 解 决 了 较 接 收 机 7 z 频 信 号 的 滤 波 问 题 , 衰 减 有 用 信 号 , 掉 0MH 中 不 省

窄带光滤波器的设计和制备

窄带光滤波器的设计和制备

窄带光滤波器的设计和制备窄带光滤波器(Narrowband Optical Filters)是一种光学器件,它可以选择性地透过一定波长范围内的光,并将其他波长的光进行屏蔽。

设计和制备窄带光滤波器是光学领域的一个重要分支,其应用涉及到光学通信、生物医学、光学成像等领域。

一、窄带光滤波器的工作原理窄带光滤波器基于光学干涉原理,通过将多个传输光学元件叠加组合,来实现对单一波长区域的滤波。

其基本构成包括反射膜、透镜或反射器等光学元件。

光线进入光滤波器后,会在反射膜之间发生多次反射,并在光路长度与波长之间的干涉效应下,达到波长分离效应。

二、窄带光滤波器的设计窄带光滤波器的设计需要考虑到一系列因素,如过渡带宽、透过率、群延时等。

其中,过渡带宽是指光滤波器从透过光到屏蔽光的过渡区域的宽度。

在实际应用中,需要尽量压缩过渡带宽,以提高光滤波器的频率选择性和抑制不必要的噪声。

透过率是指光滤波器在滤波波长处的透过比例。

需要根据具体应用要求,选择适当的透过率,并保证其稳定性和重现性。

群延时则是指光滤波器对光的传输时间的影响,需要控制其误差范围,避免影响光学系统的整体性能。

三、窄带光滤波器的制备窄带光滤波器的制备通常有两种方法:热蒸汽沉积和离子束溅射。

其中,热蒸汽沉积法是一种可以在大范围内制备滤波器的方法,它通过将材料放在加热的舟中蒸发,并在反射膜表面上沉积一层厚度大约为几分之一波长的物质。

不同的蒸发材料和蒸发速率可以控制反射膜的反射光谱和透过特性。

离子束溅射法则是一种由高能离子束击打目标材料表面,在反射膜上形成各种薄膜材料的技术,可以获得分子厚度水平的非常均匀的薄膜。

这种技术也可以实现多层蒸发,用于制备多波段滤波器。

四、窄带光滤波器的应用窄带光滤波器的应用十分广泛,其中最重要的是在光学通信中的应用。

利用窄带光滤波器可以实现波分复用技术,将不同数据流在不同波长处传输,提高信号传输效率和携带能力。

此外,在生物医学和光学成像领域,窄带光滤波器还可以被用于分离不同颜色的荧光信号、实现图像识别和目标检测等应用。

DSP 实验五 IIR滤波器设计的DSP实现

DSP 实验五 IIR滤波器设计的DSP实现

;以上是前向通道计算
STH A,*AR2+ ;将输出存入 AR2 指向的单元(z),且 AR2 加 1
BANZ IIR1,*AR4- ;若 AR4 不等于 0 则跳到 IIR1,循环
end:B end
.end
;程序结束
链接命令文件:ch5p1.cmd
-e aa
-m map.map
MEMORY
{
PAGE 0:
址 AR1 加 1
STM #x1,AR1
RPT #1
MVPD #tablex,*AR1+
; 将 w(n-1)和 w(n-2)的初始值存入 AR1 所指向的
数据存储空间,且地址 AR1 加 1
2
DSP 原理与应用实验指导书
STM #B2,AR1
RPT #4
MVPD #tableBA,*AR1+
; 将滤波系数存入 AR1 所指向的数据存储空间,且地
5
DSP 原理与应用实验指导书
.word 0,11756*32768/100000,0,19021*32768/100000,0 .word 0,0,-19021*32768/100000,0,-11756*32768/100000 .word 0,11756*32768/100000,0,19021*32768/100000,0 .word 0,0,-19021*32768/100000,0,-11756*32768/100000 .word 0,11756*32768/100000,0,19021*32768/100000,0 .word 0,0,-19021*32768/100000,0,-11756*32768/100000 .word 0,11756*32768/100000,0,19021*32768/100000,0 .word 0,0,-19021*32768/100000,0,-11756*32768/100000 .word 0,11756*32768/100000,0,19021*32768/100000,0 .word 0,0,-19021*32768/100000,0,-11756*32768/100000 .word 0,11756*32768/100000,0,19021*32768/100000,0 .word 0,0,-19021*32768/100000,0,-11756*32768/100000 .word 0,11756*32768/100000,0,19021*32768/100000,0 .word 0,0,-19021*32768/100000,0,-11756*32768/100000 将链接命令文件 ch5p1.cmd 改为: -e aa -m map.map MEMORY { PAGE 0: EPROM :org=04000H len=1000H PAGE 1: SPRAM :org=0060H len=0130H DARAM :org=0190H len=1380H } SECTIONS { .text :> EPROM PAGE 0 .data :> EPROM PAGE 0 .bss :> SPRAM PAGE 1 XN : align(128){ }>DARAM PAGE 1 x: align(8){ }>DARAM PAGE 1 COEF: align(8){ }>DARAM PAGE 1 } 问:再怎样修改该程序,完成滤波功能?将修改的程序语句写在下方: 将 .bss z,5 改为.bss z,100 将 XN .usect "XN",5 改为 XN .usect "XN",100 将 RPT #4 改为 RPT #99 将 STM #5,AR4 改为 STM #100,AR4

DSP滤波算法设计与实现

DSP滤波算法设计与实现

DSP滤波算法设计与实现DSP(Digital Signal Processing,数字信号处理)滤波算法在信号处理领域中起到了至关重要的作用。

滤波算法可以对信号进行分析、处理和改善,去除噪音、增强信号等。

本文将介绍DSP滤波算法的设计和实现原理,以及常见的滤波器类型和应用场景。

一、滤波算法设计原理1. 数字滤波器的基本原理数字滤波器将离散时间的输入信号转换为输出信号,其基本原理是通过对输入信号进行离散化和加权求和的过程来实现。

滤波器的核心是滤波器系数的选择和滤波器结构的设计。

2. 滤波器设计方法常用的数字滤波器设计方法包括频率抽样法、模拟滤波器转换法、窗函数法和优化算法等。

频率抽样法根据滤波器的频率响应特性进行设计,模拟滤波器转换法则是将模拟滤波器的设计方法应用于数字滤波器设计。

窗函数法通过选择适当的窗函数对滤波器的频率响应进行修正。

优化算法通过数学优化模型对滤波器进行设计。

二、常见的滤波器类型1. FIR滤波器FIR(Finite Impulse Response,有限冲激响应)滤波器是一种常见的数字滤波器类型。

它的特点是只有有限个非零响应值,不存在反馈路径。

FIR滤波器具有线性相位和稳定性,适用于广义线性相位要求的应用领域。

2. IIR滤波器IIR(Infinite Impulse Response,无限冲激响应)滤波器是另一种常见的数字滤波器类型。

它的特点是存在反馈路径,具有无限长的冲激响应。

IIR滤波器具有较小的滤波器阶数,可以实现较小的延迟,适用于实时性要求较高的应用领域。

三、滤波器的应用场景1. 语音信号处理在语音信号处理中,滤波器可以用于降噪、语音增强、语音识别等任务。

通过采用合适的滤波器设计和优化算法,可以提高语音信号的清晰度和可理解性。

2. 图像处理在图像处理中,滤波器可以用于图像去噪、边缘检测、图像增强等任务。

通过采用适当的滤波器类型和参数设置,可以去除图像中的噪音,提高图像的质量和细节。

新型超窄带光滤波器的研究与应用

新型超窄带光滤波器的研究与应用

新型超窄带光滤波器的研究与应用
新型超窄带光滤波器是一种基于光学干涉原理的光学器件,其主要作用是在光学系统中选择性地传递某一波长范围内的光信号,同时阻挡其他波长的光信号。

这种光滤波器具有超窄的带宽和高的透过率,可以在光学通信、光谱分析、光学成像等领域中发挥重要作用。

近年来,随着光学技术的不断发展,新型超窄带光滤波器的研究也得到了广泛关注。

目前,研究人员主要采用微纳加工技术、光学薄膜技术、光学共振技术等手段来制备超窄带光滤波器。

其中,微纳加工技术是一种基于半导体工艺的制备方法,可以制备出具有高精度和高可靠性的超窄带光滤波器;光学薄膜技术则是一种基于多层膜的制备方法,可以制备出具有高透过率和高选择性的超窄带光滤波器;光学共振技术则是一种基于光学共振现象的制备方法,可以制备出具有高灵敏度和高分辨率的超窄带光滤波器。

除了在制备方面的研究,新型超窄带光滤波器在应用方面也有着广泛的前景。

在光学通信领域,超窄带光滤波器可以用于光纤通信系统中的波分复用技术,实现多路光信号的传输和接收;在光谱分析领域,超窄带光滤波器可以用于分析样品中的特定成分,提高分析的精度和准确性;在光学成像领域,超窄带光滤波器可以用于医学成像中的光学断层扫描技术,提高成像的清晰度和分辨率。

总之,新型超窄带光滤波器是一种具有广泛应用前景的光学器件,其制备和应用研究已经成为当前光学领域的热点之一。

未来,随着光学技术的不断发展和创新,相信新型超窄带光滤波器将会在更多领域中发挥出其重要作用。

基于DSP的数字滤波器设计

基于DSP的数字滤波器设计

基于DSP的数字滤波器设计数字信号处理(Digital Signal Processing,简称DSP)是一种利用数字技术对模拟信号进行采样、量化、编码等处理的技术。

在实际应用中,我们经常需要对信号进行滤波以去除噪声、增强特定频率分量等。

而数字滤波器是一种用于对数字信号进行滤波处理的算法或者设备。

数字滤波器设计是数字信号处理中的重要环节之一,它的设计目标是在频域或时间域对输入信号进行加工,实现对信号频率、幅度和相位等特性的调整。

而在实际应用中,为了降低复杂度和实现高效运算,我们通常采用基于DSP技术的数字滤波器。

数字滤波器设计的第一步是确定滤波器的类型,常见的有低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。

接下来,需要确定滤波器的阶数,阶数决定了滤波器的频率响应曲线的陡峭程度。

一般来说,阶数越高,滤波器的性能越好,但计算复杂度也越高。

为了实现数字滤波器的设计,我们通常采用滤波器的差分方程或者传递函数来进行描述。

差分方程是一种描述滤波器输入输出关系的方程,可以通过离散变量来表示。

传递函数则是描述滤波器输入输出之间的关系的函数,通过频率变量来表示。

常用的数字滤波器设计方法有时域设计法、频域设计法和最优设计法等。

其中最优设计法主要有脉冲响应设计法和极点配置设计法。

这些设计方法基于不同的设计目标,选择合适的设计算法,结合滤波器类型和阶数,以及特定的性能要求,进行滤波器参数的确定。

在具体的数字滤波器设计过程中,需要考虑以下几个方面。

首先,需要确定滤波器的频率响应特性,即所需的频带宽度、截止频率以及所需的增益和衰减等。

其次,需要选择适合的滤波器结构和滤波器的阶数。

阶数的选择需要综合考虑滤波器的计算复杂度、性能要求和实际应用场景等因素。

最后,需要确定滤波器的参数,包括传递函数的系数或者差分方程的系数等。

在实际设计中,我们常常使用Matlab等工具来进行数字滤波器的设计和仿真。

利用这些工具,我们可以方便地进行滤波器性能分析和参数调整。

FIR_IIR滤波器设计与DSP实现

FIR_IIR滤波器设计与DSP实现

南京航空航天大学研究生DSP公共实验实验报告学生学号:学生姓名:实验地点:2015年6月一、实验目的1、掌握数字滤波器的设计过程2、了解FIR/IIR 的原理和特性3、熟悉设计FIR/IIR 数字滤波器的原理和方法二、实验内容1、通过MATLAB 设计确定FIR/IIR 滤波器系数2、DSP 初始化3、A/D 采样4、FIR/IIR 运算,观察滤波前后的波形变化三、实验背景知识1、FIR 基础理论FIR 数字滤波器是一种非递归系统,其冲激响应h(n)是有限长序列,其差分方程表达式为:11y(n)(i)x(n i)N i h -==-∑N 为FIR 滤波器阶数。

在数字信号处理应用中往往需要设计线性相位的滤波器,FIR 滤波器在保证幅度特性满足技术要求的同时,很容易做到严格的线性相位特性。

为了是滤波器满足线性相位条件,要求其单位脉冲响应h(n)为实序列,且满足偶对称或奇对称条件,即h(n)=h(N-1-n)或h(n)=-h(N-1-n)。

这样,当N 为偶数时,偶对称线性相位FIR 滤波器的差分方程表达式为/211(n)(i)(x(n i)x(N 1n i))N i y h -==-+---∑由此可见,FIR 滤波器不断的对输入样本x(n)延时后,再做乘法累加计算,将滤波器结果y(n)输出。

因此,FIR 实际上是一种乘法累加运算。

而对于线性相位FIR 而言,利用线性相位FIR 滤波器系数的对称性,可以采用结构精简的FIR 结构将乘法器数目减少一半。

2、IIR 基础理论IIR 数字滤波器是一种离散时间系统,其系统函数为11(z)1m i ii Nii i b z H a z -=-==-∑∑ 假设M ≤N ,当M >N 时,系统函数可以看作一个IIR 的子系统和一个(M-N)的FIR 子系统的级联。

IIR 数字滤波器的设计实际上是求解滤波器的系数a i 和b i ,它是数学上的一种逼近问题,即在规定意义上(通常采用最小均方误差准则)去逼近系统的特性。

窄带滤波器

窄带滤波器

窄带滤波器什么是窄带滤波器?窄带滤波器是一种常用的电子电路或数字信号处理算法,用于从一个信号中提取特定频率范围内的成分,并丢弃其他频率范围的成分。

它主要用于信号处理、通信技术和音频处理领域。

窄带滤波器的工作原理窄带滤波器的工作原理基于信号的频域特性。

窄带滤波器通常由滤波器组成,滤波器可以是模拟滤波器或数字滤波器。

模拟滤波器使用电子元件,如电容、电感和电阻来实现滤波功能;数字滤波器则使用数字信号处理算法来实现。

窄带滤波器的核心思想是将感兴趣的频率范围内的信号通过,并且将其他频率范围的信号丢弃。

常见的窄带滤波器有低通滤波器(通过低于某一截止频率的信号)、高通滤波器(通过高于某一截止频率的信号)和带通滤波器(通过某一范围内的信号)。

窄带滤波器在通信技术中的应用在通信技术中,窄带滤波器被广泛应用于信号处理和频谱分析。

一种常见的应用场景是无线通信系统中的接收端。

由于信号经过信道传输时可能会受到干扰和噪声的影响,因此需要对接收到的信号进行滤波以去除不必要的频率成分和噪声。

窄带滤波器可以帮助接收端仅保留感兴趣的信号成分,并提高抗干扰和抗噪声能力。

另外,窄带滤波器也可以应用于频谱分析和信号调制。

在频谱分析中,窄带滤波器可以帮助提取特定频率范围内的信号成分,从而实现对信号频谱的分析和检测。

在信号调制中,窄带滤波器可以帮助将基带信号调制到特定的频率范围内。

窄带滤波器的设计与优化窄带滤波器的设计与优化是一个复杂的过程,通常需要考虑滤波器的截止频率、通带和阻带的衰减、群延迟等参数。

对于模拟滤波器,设计时需要选取合适的滤波器类型(如巴特沃斯、切比雪夫、椭圆等)和滤波器阶数。

对于数字滤波器,设计时需要选择合适的滤波器类型(如FIR、IIR)和滤波器系数。

在设计和优化窄带滤波器时,需要权衡滤波器的性能要求和实际应用的需求。

常见的性能指标包括滤波器的通带衰减、阻带衰减、群延迟、相位响应等。

通过合理选择滤波器的参数和优化算法,可以实现滤波器性能的改进。

70MHz信号窄带滤波器的设计

70MHz信号窄带滤波器的设计

70MHz信号窄带滤波器的设计摘要:本文介绍了一种70MHz信号窄带滤波器的设计过程和仿真结果,从论证、初步研制、二次研制和研制改进四个阶段进行了描述和分析,总结了此类滤波器设计的思路。

关键词:窄带滤波器ADS仿真1、概述该滤波器为LC椭圆函数滤波器,用于70MHz信号窄带(带宽小于2MHz)滤波。

中心频率:70MHz;带宽:1dB≥1MHz;带内驻波:≤1.5;差损:≤5dB;带外抑制:65M、75M≥20dB。

2、研制过程2.1 论证阶段电路设计及仿真见图1。

2.2初步研制阶段按照图1中电路图绘制PCB板并进行装调,测得结果如图2。

通过比较仿真和实测结果,无论是从中心频率、差损还是带外抑制都有一定的区别,主要原因是滤波器节数太多,电容值和电感值误差累计造成的,改进应从两个方面进行,一方面应该减少滤波器节数,一方面应该使用精度更高的电容电感。

2.3 二次研制阶段考虑到之前滤波器节数太多、元件数多,电路差损过大,且矩形系数较差,在二次研制阶段对滤波器的拓扑结构进行了重新设计,减少滤波器节数和元件个数,原理图及仿真结果如图3。

按此电路原理图绘制PCB板并进行装调,发现滤波器矩形系数符合设计目标,但是差损较大。

经过分析,可能因为选用的电感电阻较大(0.6Ω)。

2.4研制改进阶段针对上述原因,要降低滤波器的差损,必须要降低电感的直流电阻,但是成品电感由于封装限制,直流电阻都比较大,只有选取线经合适(0.2mm)的漆包线自制180nH的电感,替换掉原先电路中的成品电感,实测结果如图4。

3、研制过程中解决的主要问题3.1 非标电容的等效代替为使滤波器达到预期指标,在仿真设计时使用了许多非标电容(电容非厂家手册产品),如9.4p、156p等,在征询了滤波器厂家专业设计师的意见后,将标称电容并联用以等效非标电容,如9.4p电容可以用两个4.7p电容并联代替。

另外,对滤波器指标影响较大的电容,如C5(33p)、C6(1.8p)等,虽然这些都是标称电容,但是由于电容本身存在误差,而这些误差可能会影响滤波器的指标,再考虑到仿真结果与实测结果的差异,因此这些电容也不能直接使用原标称值电容,也要由其它电容并联代替,如C5(33p)可由27p和5.6p并联代替,这样在滤波器指标不够的情况下,可以将5.6p电容改为3.9p、4.7p、6.8p等,而C5的值也相应的由原来的32.6p变为30.9p、31.7p、33.8p等,通过微调C5的值,来改善滤波器的指标。

窄带滤波器的设计与DSP实现

窄带滤波器的设计与DSP实现

⑤滤波器的冲激响应 h ( n) 为实数 , 且是偶对
称 ,即 h( n) = h( N - 1 - n) 。 ⑥滤波器的幅度函数 H (ω) 为偶函数 , 且以 2π
为周期 。
⑦将半带滤波器用于 2 倍抽取器中 , 过渡带中
有混叠 ,但通带中没有混叠 ,位于通带内的信号仍是
可以恢复的 (不会破坏通带内信号的频谱结构) 。如
可得到输出数据 , 正是由于这个特点使积分梳状滤
波器不仅节省硬件资源 ,而且大大减少了运算时间 。
对积分梳状滤波器的冲激响应进行 Z 变换 , 可
得积分梳状滤波器的传递函数为 :
∑ ∑ H ( z)

=
h ( n) ·z - n
n= - ∞
=
D- 1
z- n
n=0
=11-
zz-
D 1
(
3)
令 z = ejω ,代入式 (3) 中 , 则 Q 级 CIC 滤波器实现的
阶数为 3 158 ,如此高的阶数的滤波器在工程实现方 面是不现实的。滤波器在硬件上实现方面 ,多采用 DSP 芯片实现 ,介绍一种用 Matlab 软件直接生成 DSP 源代码的方法 ,可以有效地提高编写程序效率 。
1 窄带 FIR 滤波器的实现基本原理
窄带 FIR 滤波器设计是基于多抽样率数字信 号处理 ,先利用抽取器将抽样率降低 ,在低抽取率条
图 2 各个滤波器的幅频特性
图 3 窄带 FIR 滤波器的幅相特性
3 用 MATLAB 建立窄带滤波器模型
MA TL AB/ SIMUL IN K 中 嵌 入 了 Embedded target for TI C2000 DSP ,它是针对 C2000 系列的 开发工具 。根据上面窄带滤波器的理论基础 ,以下 是 利 用 MA TL AB/ SIMUL IN K 中 的 Embedded target TI C2000 DSP 工具包设计 FIR 窄带滤波的 步骤 。

窄带滤波器的设计与DSP实现

窄带滤波器的设计与DSP实现

窄带滤波器的设计与DSP实现
石青春;陈侠;杨琳
【期刊名称】《电子器件》
【年(卷),期】2009(032)004
【摘要】基于多抽样率数字信号处理原理,设计窄带FIR滤波器,并在DSP芯片上实现.阐述了实现窄带FIR滤波器的两种特殊的滤波器(积分梳状滤波器和半带滤波器)的原理和设计方法,利用Matlab中的FDATOOL工具箱,能够快速地设计出符合各级性能要求的滤波器,利用Matlab/Simulink中的工具箱,全部采用图形化的编程模式,自动生成DSP源代码.结论为窄带FIR滤波器采用抽样率转换多级实现的方法,有效地降低了滤波器的节数,自动生成的DSP源代码能在DSP芯片上正常运行.【总页数】4页(P774-777)
【作者】石青春;陈侠;杨琳
【作者单位】杭州电子科技大学电子信息学院,杭州,310018;中国电子科技集团第50研究所,上海,200063;中国电子科技集团第50研究所,上海,200063
【正文语种】中文
【中图分类】TN911.7
【相关文献】
1.基于TMS320C64x DSPs的MPEG-4实时编码器设计与实现 [J], 李群迎;张晓林;刘荣科;姚远
2.基于McBSP实现DSPs与串行AD/DA的接口设计 [J], 杨雪;牟燕妮
3.信号分析系统中的极窄带滤波器的设计与实现 [J], 闻翔;陈国杰;王志刚
4.信号分析系统中的极窄带滤波器的设计与实现 [J], 闻翔;陈国杰;王志刚
5.多抽样率窄带滤波器的设计及实现 [J], 张小英;李敏
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用DSP技术实现窄带MODEM

用DSP技术实现窄带MODEM

用DSP技术实现窄带MODEM
张春;程雨
【期刊名称】《电力系统通信》
【年(卷),期】1997(000)003
【摘要】简要介绍DSP芯片ADSP2015,论述适用于电力通信系统的窄带MODEM的设计思想、实现方法以及相应的调制、解调、滤波等DSP算法,并考虑MODEM的兼容性和频带选择问题。

【总页数】3页(P27-28,47)
【作者】张春;程雨
【作者单位】清华大学电子工程系;清华大学电子工程系
【正文语种】中文
【中图分类】TM73
【相关文献】
1.基于ADSP21060的HF-MODEM/ALE控制卡设计与实现 [J], 杜栓义;曹华民;邱长兴;钟勤;金力军;张世稳
2.利用MODEM实现DSP与PC机的远程通信 [J], 秦珀石;全书海;秦娟英
3.基于DSP的V.34协议Modem的实现 [J], 刘雪梅;徐胜
4.直接序列扩频短波MODEM的DSP实现 [J], 张伟;王培胜
5.基于DSP的Modem及其驱动程序的设计与实现 [J], 李长河;张熙
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一种用DSP实现的窄带中频信号采样的方法

一种用DSP实现的窄带中频信号采样的方法

一种用DSP实现的窄带中频信号采样的方法
张建华
【期刊名称】《电子商务》
【年(卷),期】2011(000)011
【摘要】窄带中频信号的采样是软件无线电的关键技术,中频信号采样的好坏直接关系到接受信号的好坏.本文基于此介绍了一种如何用DSP来实现窄带中频信号的采样的方法.
【总页数】2页(P69-70)
【作者】张建华
【作者单位】重庆电子工程职业技术学院
【正文语种】中文
【相关文献】
1.时频跳变信号的近似窄带处理方法及DSP实现 [J], 明星;苑秉成;徐昊;朱若寒
2.基于VxWorks下PCI总线的窄带中频信号产生器的实现 [J], 曹宁;马银松;汪飞
3.一种用AD7858提高DSP采样精度的新方法 [J], 陈娟;戴文进
4.雷达中频信号采样及数字相干检波的工程实现 [J], 梁兵
B接口GPS中频信号采样器研究与实现 [J], 曾庆喜;王庆;杨英杰;宋阳
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零 ,这使它的运算效率非常高 ,而从性质 ⑦又知 ,这
种滤波器特别适合于 2 倍抽取器 ,正是由于这两点 ,
使半带滤波器在多抽样率信号处理中有着特别重要
的位置 。
半带滤波器是采用宽带滤波器的设计方法进行
设计的 ,只是在设计半带滤波器的单位冲激响应
h( n) 必须确保 3 点 : ①滤波器的阶数 N 为奇数 ; ② 滤波器的通带误差容限 δP 与阻带误差容限δS 相 等 ; ③滤波器的通带宽度与阻带宽度相等 。
2 窄带滤波器的设计实例
滤波器的性能指标为 :信号采样率为 40 k Hz ,
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776
电 子 器 件

32 卷 第 4 2009 年 8 月

电子器件
Chinese J ournal Of Elect ron Devices
Vol . 32 No. 4 Aug. 2009
Design and Implementation of Narro w Band FIR Filter with DSP
可得到输出数据 , 正是由于这个特点使积分梳状滤
Hale Waihona Puke 波器不仅节省硬件资源 ,而且大大减少了运算时间 。
对积分梳状滤波器的冲激响应进行 Z 变换 , 可
得积分梳状滤波器的传递函数为 :
∑ ∑ H ( z)

=
h ( n) ·z - n
n= - ∞
=
D- 1
z- n
n=0
=11-
zz-
D 1
(
3)
令 z = ejω ,代入式 (3) 中 , 则 Q 级 CIC 滤波器实现的
种特殊的滤波器 (积分梳状滤波器和半带滤波器) 的原理和设计方法 ,利用 Matlab 中的 FDA TOOL 工具箱 ,能够快速地设计
出符合各级性能要求的滤波器 ,利用 Matlab/ Simulink 中的工具箱 ,全部采用图形化的编程模式 ,自动生成 DSP 源代码 。结论
为窄带 FIR 滤波器采用抽样率转换多级实现的方法 ,有效地降低了滤波器的节数 ,自动生成的 DSP 源代码能在 DSP 芯片上
Abstract :The narrow band FIR filter based o n multi2sampling rate of digital signal p rocessing t heory is de2 signed and realized o n DSP. The t heory and design met hodology of t wo special filter (co mb filter point s and half2band filter) to realize t he narrow band FIR filter is p resented. U sing Matlab toolbo x ,it will quickly de2 sign filters which meet perfo rmance index at level s. U sing Matlab/ Simulink toolbo x and adopting Grap hical p rogramming of models ,it will generate DSP p rocedures auto matically. The met hod of sampling rate mulit2 level realizatio n to design t he narrow filter effectively decrease t he order filter . DSP p rocedures generated auto matically run in DSP chip in gear . Key words :narrow band FIR filter ;CIC filter ; HB F ; matlab/ simulink ;DSP EEACC :1270
因子不是 2 的幂次倍的抽取处理 。它常用在多级抽
取的第一级 ,并能完成抗混叠 (或去镜像) 滤波 。
所谓的积分梳状滤波器 ,是指该滤波器的冲激
响应[2] 具有如下形式 :
1 ,0 ≤n ≤D - 1
h( n) = 0 ,其它
(1)
式中 , D 即为 CIC 滤波器的阶数 。
由于积分梳状滤波器是线性时不变系统 , 故可
图 2~图 15 所示 。
⑧当 n - ( N - 1) / 2 = 0 时 , h ( ( N - 1) / 2)
= 01 5 。
⑨当 n - ( N - 1) / 2 为偶数 ( ≠0) 时 , h ( n = 0) ,
为保证 h(0) 不为零 ,一般要求 ( N - 1) / 2 为奇数 。
由性质 ⑨可知 ,半带滤波器有近一半的系数为
正常运行 。
关键词 :窄带 FIR 滤波器 ;CIC 滤波器 ;半带滤波器 ;Matlab/ Simulink ;DSP
中图分类号 :TN9111 7
文献标识码 :A 文章编号 :100529490( 2009) 0420774204
在数字信号处理中 ,为了准确提取目标信号的 幅值和相位 ,经常采用 FIR 滤波器 ,如果系统中输 入的信号采样频率很高 ,以普通 FIR 滤波器完成低 通滤波时 ,FIR 滤波器的系数很多 ,需要很大的存储 单元和强大的计算能力 ,在工程上难以实现 ,例如 , 信号采样率为 40 k Hz ,通带为 0~100 Hz ,过度带 宽为 25 Hz ,通带衰减为 1 dB ,阻带为 60 dB 。采用 最佳等波纹法进行设计 ,经过计算后得到滤波器的
1. 2 半带滤波器
半带滤波器非常适合二倍的抽取或内插 ,而且
计算效率高 ,实时性强 。二倍抽取的每秒次数比一
般线性相位 FIR 滤波器减少差不多一倍 。因此 ,在
高倍抽取时 ,大都采用多个半带滤波器级联的方式 。
进行 2 倍 抽 取 的 理 想 半 带 滤 波 器 频 率 响 应
满足 :
ω A
=π -
第 32 卷
通带为 0~100 Hz ,过度带宽为 25 Hz ,通带衰减为 1 dB ,阻带为 60 dB , 根据文中的多级抽取设计原 理 ,采用图 1 所示结构进行设计[3] 。CIC 滤波器的 参数为 ,Q = 5 , D = 10 , M = 1 , 用两级 HB F 滤波器 , 第一级 HB F1 滤波器的通带上限频率为 125 Hz ,第 二级 HB F2 滤波器的通带上限频率为 250 Hz ,整形 滤波器是由低通滤波器实现 ,它完成窄带滤波器的 性能要求 ,整形滤波器抽样频率为 1 k Hz ,通带为 0 ~100 Hz ,过度带宽为 25 Hz ,通带衰减为 1 dB ,阻 带为 60 dB ,编写 Matlab 程序[425 ] 得到满足性能要 求的窄带滤波器 ,各个滤波器的幅频特性如图 2 所 示 ,窄带 FIR 滤波器的幅相特性如图 3 所示 。
第4期
石青春 ,陈 侠等 :窄带滤波器的设计与 DSP 实现
775
件下 ,按性能要求设计 FIR 滤波器 ,这个滤波器称 为整形滤波器 ,然后经过内插器 ,把抽样频率提高到 合理数值 ,以满足后续电路对抽样率的特殊要求 。 抽取器的多级实现[1] 是采用积分梳状滤波器 ( CIC) 和多级半带滤波器 ( HB F) 级联 ,内插器的多级实现 是采用多级半带滤波器的级联方式 ,窄带 FIR 滤波 器实现结构如图 1 所示 。
图 1 窄带 FIR 滤波器设计的基本结构图[1]
1. 1 积分梳状滤波器
积分梳状 (Cascade Integrator Co mb CIC) 滤波
器又称为简单整系数梳状滤波器 ,是在高速抽取或
插值系统中非常有效的单元 。它结构简单 ,处理速
度高 ,最大的优点是不需要进行乘法运算 ,只需要做
累加计算 ,可以对高速数据流进行低通滤波和抽取
图 2 各个滤波器的幅频特性
图 3 窄带 FIR 滤波器的幅相特性
3 用 MATLAB 建立窄带滤波器模型
MA TL AB/ SIMUL IN K 中 嵌 入 了 Embedded target for TI C2000 DSP ,它是针对 C2000 系列的 开发工具 。根据上面窄带滤波器的理论基础 ,以下 是 利 用 MA TL AB/ SIMUL IN K 中 的 Embedded target TI C2000 DSP 工具包设计 FIR 窄带滤波的 步骤 。
频率响应[2 ] 为
sin (ωD ) Q
HQ ( ejω) =
2 ω
=
sin ( 2 )
DQ
·S aQ (ωD )
·S
a
-
Q
(
ω
)
(4)
2
2
当 Q = 5 时 , 可以计算出阻带与通带的最小衰
减为 671 3 dB ,可见 5 级级联 CIC 滤波器对于具有
高采样率的窄带数字信号的抽取完全能够胜任 。
收稿日期 :2009204210 修改日期 :2009205204 作者简介 :石青春 (19822) ,男 ,杭州电子科技大学硕士研究生 ,主要研究方向为移动通信与无线接入 ,gohapp y100 @1631 com
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
ω C
δS = δP = δ
(5)
半带滤波器具有如下性质[3 ] :
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