滤波器设计

摘要： 主要对弹道目标的跟踪滤波方法进行了综述,对扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter,EKF)、转换测量卡尔曼滤波(conversion measurement Kalman filter,CMKF)、基于弹道运动方程的扩展卡尔曼滤波(ballistic extended Kalman filter,BEKF)、基于弹道运动方程的无敏卡尔曼滤波(ballis⁃tic unscented Kalman filter,BUKF)4种滤波算法的关键点、优缺点进行了剖析。进一步利用仿真的弹道数据对4种滤波方法的效能进行了验证,对比了不同滤波器的滤波精度和再入目标的跟踪性能,分析了质阻比对滤波性能的影响,提出了选择和设计目标跟踪滤波方法时需要考虑的几个问题,为雷达滤波方法的选择和设计提供参考和依据。

摘要： 针对变压器噪声信号检测易受到外界环境干扰的问题,在分析变压器周边虫鸣、鸟鸣、蛙鸣、车辆典型噪声时频域特性的基础上,提出了小波包-谱减法、短时窗法以及滤波器法3种抗干扰检测方法,对比分析了不同信噪比条件下3种方法对于虫鸣、鸟鸣、蛙鸣、车辆噪声干扰的抑制效果,通过现场实测验证了算法有效性,最后对实际应用过程中的算法选择方法进行探讨。结果表明,对于不同干扰源,小波包-谱减法与滤波器法均能取得较好的抑制效果,性能普遍优于短时窗法,但针对突发间歇性环境干扰,小波包-谱减法具有更好的普遍适用性,具体使用过程中应根据实际需求选择最佳的抗干扰检测方法。研究成果对于提高复杂环境干扰条件下电力变压器噪声测量精度具有重要参考意义。

摘要： 该文研究了一种快速的抗间歇采样转发干扰波形和滤波器联合设计方法。基于罚函数和帕累托最优化原理给出了联合设计模型的优化数学模型。推导优化波形和滤波器过程中矩阵迹的解析表达式,有效降低了算法的计算复杂度。提出了一种基于平方迭代加速方法,解决了主分量最小化方法目标函数近似造成的算法收敛速度降低问题,进一步加快了算法运行速度。仿真结果表明,该文所提出的算法比传统方法具有更快的运行速度。同时,当干扰目标和真实目标在距离上不可分时,该文方法仍能够有效抑制间歇采样转发干扰。

摘要： 零中频架构近年来得到广泛应用,但是该架构中的同相/正交(I/Q)失衡问题严重影响接收信号的质量。通过后端补偿算法消除I/Q失衡是最为有效的手段之一,然而现有文献对宽带系统I/Q失衡中时间失配(TM)误差的研究不够全面。该文建立了一种包含TM误差的宽带I/Q失衡增广误差模型,首先基于数据辅助型方法对失衡误差进行估计,采用多项式拟合的方法将相位失衡误差进行分解,基于分解后的失衡误差设计了一种基于非线性相位的实数有限脉冲响应(FIR)滤波器的补偿结构对各项失衡误差进行补偿。根据最小二乘(LS)的思想选择最优的延时值以保证补偿滤波器的因果性,补偿滤波器的设计结合Krylov子空间迭代算法中的共轭梯度平方(CGS)算法和增大过渡带设计频点间隔的设计思想。实验结果表明,设计的补偿滤波器在保证过渡带衰减特性的前提下提高了失衡误差的补偿精度,带有I/Q失衡增广误差的系统在引入该文设计的补偿结构后获得了近77 dB相对镜像比(RIR)提升。

摘要： 近红外光谱(NIRS)在定量和判别分析中已得到广泛应用,化学计量学在其中发挥了重要作用,但仍需要建立基于新原理的方法,简化数据处理和建模过程,使近红外光谱分析更加方便、更加快速。多元光学计算(MOC)技术通过设计合适的光学滤波器可以在光谱测量的同时,根据光谱的整体形状得到定性定量结果。作为一种新的测量和计算方式,近年来在光谱分析领域逐渐得到应用。基于多元光学计算的原理,基于主成分分析和Fisher判别准则设计了近红外光谱的判别滤波器,将近红外光谱投影到二维空间,并在二维空间中计算每一类样品的置信椭圆作为模型进行判别分析。预测样本在二维空间的投影与模型的距离可以作为判别参数,判别值小于等于1时预测样品与模型样品判别为同一类别,否则判别为不同类别,且距离越大,差异性越大。采用460个不同部位的烟叶样品和73个不同生产厂家的药品对所建立的方法进行了测试,表明了方法的准确性。对于三类不同部位烟叶样品和四类不同厂家生产的药品,预测结果的真阳性率可以达到90%以上(除上部烟叶样品外),药品的真阳性率高达95%以上。但烟叶样品的假阳性率仍有些偏高,对于光谱极为相似的实际生产样品结果仍属可接受范围。所建立的方法可推广到其他应用领域,广泛用于基于近红外光谱的质量控制、产品检测、生产一致性监控等。

摘要： 针对社区和家庭医疗场景下采集心电信号不便以及心电信号质量不高的问题,该文设计了一种基于ESP32的家用心电信号采集系统,系统前端采用ADS1292R采集心电信号并进行模数转换,通过SPI协议传输至主控芯片,针对采集过程中混入的自身内部噪声和外部干扰,设计滤波算法进行降噪处理,然后通过蓝牙传输至手机端显示。系统测试与数据分析结果表明,该系统可以稳定采集心电信号,获取到高质量的心电信号,实现了家用心电设备对心电信号的快速采集与降噪。

摘要： 地震数据噪声压制技术有着广泛的应用需求。地震数据可以抽象地看成是由时距关系确定的地震同相轴与某种统计规律确定的随机噪声构成。以加权叠加为基础的经典统计滤波会影响地震数据中的同相轴信息,滤波效果不理想,所以需要依据地震数据的特征改进统计滤波器。统计滤波需跟踪地震同相轴,自适应地设计与区域地质特征相匹配的扁平窗函数。为此,提出一种沿同相轴方向的各向异性滤波器,在不同区域自适应地沿同相轴方向滤波,从而设计出适应地震数据变化规律的滤波器。合成数据和实际数据验证了该方法可以有效提高信噪比,并保持地震数据中同相轴的有效信息。根据信噪比、残差、误差曲线的定性和定量结果分析说明了统计滤波器应用的局限性。

摘要： 多元光学计算(Multivariate optical computing,MOC)是一种在光学测量过程中利用光学滤波器实现光学计算的方法,基于MOC的分析仪器通过单点检测器即可获得定性和定量分析结果,不需要复杂的仪器设计和繁琐的数据处理过程.MOC的关键是滤波器,需根据分析目标设计合适的滤波器,检测信号可直接反映分析结果.近年来,科研人员不断对滤波器的设计进行优化和改进,光学运算性能不断提高.基于MOC的光谱仪是化学计量学和仪器设计的完美结合,被称为"下一代光谱仪".本文阐述了MOC方法的发展历史、MOC光谱仪的原理和近年来的主要研究进展,总结了滤波器的设计方法、滤波器的光学器件和MOC光谱仪的应用,探讨了基于MOC的光谱仪在滤波器的设计及光学实现、系统集成等方面面临的挑战.

摘要： 为满足实际应用对窄带信号高精度微分及微分系统低常延迟的需求,本文提出平坦低延迟有限冲激响应数字微分器的优化设计算法,在平坦性和相位误差约束下对最大幅值逼近误差进行最小化.利用线性方程通解表达式来消除平坦约束,确保了微分器的平坦度要求.利用群延迟误差对相位误差重加权,降低了微分器的通带群延迟误差.设计例子及与文献方法的比较,展现了本文方法的有效性和优越性.

摘要： 对有限冲激响应(Finite Impulse Response,FIR)数字滤波器的智能优化算法进行了归纳和总结,优化算法设计将数字滤波器设计问题转化为误差函数最小化问题,相比传统的设计方法,智能优化算法更易确定通带和阻带的边界频率,降低计算复杂度并且减小幅频响应在通带和阻带上的误差.从收敛速度、通带波纹、阻带衰减等角度分析和比较了遗传算法、进化算法和粒子群算法等在FIR数字滤波器设计上的特点,着重讨论了粒子群算法中惯性权重等参数的改进策略.

摘要： 本文研究一类存在多路测量数据丢失的线性离散时变系统故障检测滤波器设计问题,系统的数据丢失现象由一族在给定区间范围内取值的相互无关的随机变量描述.采用基于观测器的鲁棒Hx故障检测滤波器作为残差产生器,通过引入新的随机变量,将故障检测滤波器的设计问题转化为一类具有乘性噪声影响的随机时变系统有限时间域内的Hx滤波问题运用Lyapunov函数法和伴随算子理论,基于Riccati方程推导并证明了使得滤波嚣增广系统满足均方指数稳定性和Hx性能的充分条件.将滤波器参数矩阵的求取转化为二次型优化问题,通过求解此Riccati方程,得到滤波器增益矩阵和后置滤波器矩阵的解析解.最后通过算例验证了所提算法的有效性.

摘要： 无论是滚筒洗衣机串激电机调速系统,还是变频调速系统,都会产生谐波.必须设计滤波器进行滤波来保证系统的EMC性能.本论文通过对滤波器放电和感应电研究及实践,提出一种优化滤波器设计方案,兼顾滤波器的放电电压要求,Y电容的感应电要求,及标准化要求.最终满足整机EMC要求和解决市场"漏电"投诉.

摘要： 在信息融合技术领域,随着感知对象日益丰富、感知环境日益复杂、感知手段日趋多样、感知要求日益提高,目标跟踪研究与工程应用日益显现出多层次、不确定、高维数、非线性以及分布式等复杂系统特性.本报告结合作者在信息融合领域多年的研究与实践,总结了战略预警中信息融合技术的研究意义和国内外研究现状,分析了网络中心战意义下战略预警系统存在的问题与挑战,并简要介绍了在滤波器设计、分布式传感器的协同数据处理、不确定、冲突、时变多源信息融合问题等方面所取得的研究成果.最后对信息融合领域的六个前沿方向进行了展望,包括:信息一体化融合处理、以人为中心的信息融合、信息获取与融合的联合优化、复杂多传感器信息融合系统体系结构设计、信息融合系统仿真与效能评估、新数学理论和方法的应用等.

摘要： 针对高速级联积分梳状(CIC)滤波器的实现问题，介绍了一种基于FPGA的设计与实现方案。以16倍降采样CIC滤波器为例，详细介绍了CIC滤波器的参数设计，FPGA实现以及仿真验证的整个流程。具体实现中借助MATLAB的FDATool工具箱进行滤波器设计;运用Hogenaur“剪除”理论进行FPGA实现;利用OuartusⅡ和MATLAB的联合仿真对设计进行了仿真验证.整个设计流程清晰简单、易于实现、具有很强的应用价值。

摘要： 无限冲击响应(IIR)数字滤波器不具有内禀稳定性，因此首先要考虑问题是要保证滤波器设计有效的稳定性约束。稳定三角形条件是一种充分且必要的稳定约束条件，为了更好地利用其充要性和线性性质，本文将基于二阶因子迭代更新的序列最小化技术与序列约束最小二乘法相结合，实现IIR数字滤波器的无约束 minimax设计。仿真实例说明了与SCLS方法相比，本文方法可以得到更小的通带和阻带上的频率响应误差幅值以及通带群延迟误差。

摘要： 为了获得性能良好的无限冲击响应数字滤波器，产生了多种直接在数字域进行设计的方法，这些方法普遍需要使用者在整个频段上，而不仅仅是重点频段上构造理想滤波器的相频曲线。本文针对这一问题，设计了一种基于加权最小二乘原理并具有自适应性的迭代算法，并通过仿真验证了该算法不但可以省略特定频段上的相频曲线，且易于设计出更高性能的滤波器，利用该算法设计的滤波器对实测的微机械陀螺输出信号进行了处理。

摘要： 为解决噪声干扰对超声检测系统的影响,在对系统需求进行分析的基础上,采用Filter solutions建模,并采用Multisim对已建立的电路模型的正确性进行验证,结果表明,设计结果可满足需求,说明了设计方法的可行性.

摘要： 为解决噪声干扰对超声检测系统的影响,在对系统需求进行分析的基础上,采用Filter solutions建模,并采用Multisim对已建立的电路模型的正确性进行验证,结果表明,设计结果可满足需求,说明了设计方法的可行性.

摘要： 为解决噪声干扰对超声检测系统的影响,在对系统需求进行分析的基础上,采用Filter solutions建模,并采用Multisim对已建立的电路模型的正确性进行验证,结果表明,设计结果可满足需求,说明了设计方法的可行性.

摘要： 为解决噪声干扰对超声检测系统的影响,在对系统需求进行分析的基础上,采用Filter solutions建模,并采用Multisim对已建立的电路模型的正确性进行验证,结果表明,设计结果可满足需求,说明了设计方法的可行性.

摘要： 例如，计算出将具有给定的特性的对称型的数值列作为滤波器系数的FIR型的1个以上的基本滤波器任意组合后级联连接的情况下的滤波器系数，通过对该计算出的滤波器系数的y位的数据实施舍去低位数位的舍入处理，求出x位(x＜y)的滤波器系数，从而，不用实施以往的窗选就能大幅削减滤波器系数，同时，防止频率特性中产生因窗选导致的舍位误差，能够以较小的电路规模、高精度实现具有所期望的频率特性的数字滤波器。

摘要： 将对于以“－1，m，－1”或“1，m，1”比率所构成的数值列，通过重复n次进行特定的移动平均运算所求得的数值列作为基本滤波器的滤波器系数，通过任意地组合1个以上的基本滤波器予以级联连接，算出所要求的数字滤波器的滤波器系数，与以往的有限长脉冲响应型滤波器相比，可大幅削减抽头数以及乘法器的使用数。而且，通过使用“－1，m，－1”以及“1，m，1”的数值列，以令滤波器的脉冲响应成为有限梯形的函数，由此，可以获得不会有舍位误差，而且具有大的频带外衰减量的良好的频率特性。

摘要： 本发明的数字滤波器的设计方法，是通过将以预定的基本的数值列为滤波器系数的基本单元滤波器、制成中心频率Fc有共同通带的高通单元滤波器H15和低通单元滤波器L13，并将它们进行级联连接以设计带通滤波器，通过这样可以不需要通过多种单元滤波器组合的特性值彼此之间的相抵以抽出所需频带，仅通过高通单元滤波器H15和低通单元滤波器L13的级联连接，便可将相互重叠的部分作为带通滤波器的通带抽取出。

摘要： 通过借助任意组合将给定的非对称型的数值串作为滤波器系数H1～H3的单元滤波器(L10’、H10’)来设计数字滤波器，能够自动地获得仅通过单元滤波器的组合求得的数字滤波器的系数。另外，通过令作为非对称型的滤波器系数H1～H3，使用与将对称型的数值串{－1，0，9，16，9，0，－1}/32从其中央分成两半后的其中一半，从而减少所设计的数字滤波器所需的抽头数，同时不须使用窗函数，并且所获得的滤波器特性中不会产生截尾误差。

摘要： 级联连接将非对称型数值串作为滤波器系数H1～H3、H4～H6的两个单元滤波器(1L10、2L10)构成对称型单元滤波器(L10”)，并通过将其级联连接来进行滤波器的设计，从而能够仅通过1种单元滤波器(L10”)的级联连接，自动获得求取的数字滤波器的系数。此外，通过作为非对称型的滤波器系数H1～H3、H4～H6，使用将对称型数值串{－1，0，9，16，9，0，－1}/32从其中央分出一半的数值串，从而减少必要的抽头数，并且不需要使用窗函数，所获得滤波器特性不致产生截尾误差。

摘要： 通过级联连接具有数值列为对称型的第1滤波器系数的原始滤波器、以及具有实现原始滤波器的频率振幅特性A和在振幅最大值“1”相接的逆向频率特性B的第2滤波器系数的调整滤波器，并对第1滤波器系数与第2滤波器系数进行积和运算，以进行求出的滤波器系数的设计。

摘要： 一种数字滤波器，是将具有数值列呈对称型的第1滤波器系数的原始滤波器，以及具有可实现于原始滤波器的频率振幅特性(A)中取得极大值的位置上具有接点且于该接点中取得极小值的频率振幅特性(B)的对称型第2滤波器系数的调整滤波器进行级联连接，并通过第1滤波器系数与第2滤波器系数的卷积运算，来进行设计所欲求得的滤波器系数。

摘要： 一种光学低通滤波器10，是将水晶双折射板11、1/4波长板12和水晶双折射板13依次重叠起来的结构。在该水晶双折射板13所得到的光出射面主面的周围形成有曲率倒棱部13a、13b。该曲率倒棱宽度为使主面一侧(t2)小于侧面一侧(t1)。

摘要： 本发明公开一种数字滤波器的设计方法和设计装置、数字滤波器设计用程序、数字滤波器，其输入标准函数而计算这些有限长的插补函数，并通过将插补函数的频率特性沿频率轴方向以规定量移动，从而确定基于标准的输入频率特性。于是，通过对表示该输入频率特性的数值列进行反FFT而进行滤波器系数化，并通过对基于系数值的舍去处理，而得到较少数的滤波器系数，由此作为用于减少滤波器系数的数的运算不需要加窗处理，而简易地设计具有所望的频率特性的FIR滤波器。

摘要： 本发明公开了一种滤波器设计方法，包括：输入滤波器电路的设计参数的步骤；收集所述滤波器电路的设计参数的步骤；根据收集到的所述滤波器电路的设计参数判断在所述滤波器电路的器件中流过的电流的方向的步骤；根据所述滤波器电路的设计参数选择器件并确定器件之间的连接关系从而生成滤波器电路图，根据表示电流方向的参数来设定所述滤波器电路图中的器件连接线的颜色，显示滤波器电路图并且使所述器件连接线的颜色沿着所述电流方向逐渐改变的步骤。