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关键词： FIR数字滤波器   DSP   Builder   MATLAB   Simulink   F   PGA  

摘要： 随着科技的发展,数字信号处理在通信、自动控制、雷达、军事、航空航天、医疗、家用电器等众多领域得到了广泛的应用。而在数字信号处理的应用中,数字滤波器是相当重要的一部分。应用DSP Builder结合MATLAB的Simulink仿真来设计滤波器也是一种高效而快捷的方法,本文应用这些软件结合算法来设计6阶常系数FIR滤波器,可以选择合适的FPGA器件来实现其功能。

关键词： fir   数字滤波器   设计   研究  

摘要： 伴随着知识科技的快速发展,我国在电子计算机技术研究领域逐渐走在前列。这对于如何进行社会主经济建设来讲意义重大,为了有效促进网络通讯技术的快速发展,当前,正在研究一种新的科技,这就是fir的数字滤波器。针对fir的数字滤波器的设计研究已经成为现阶段提出的科技发展的重要课题。我们通过认真分析可以知道基于fir的数字滤波器设计是一种计算机工程技术。通常我们在处理一些数字信号时,一定要结合fir的数字滤波器的设计环节来处理,不可抛开数字滤波器的分析结果,因为基于fir的数字滤波器设计研究是一种重要的应用通讯系统。本文结合实际,通过研究fir的数字滤波器设计的过程,笔者认为在研究分析fir的数字滤波器的过程中,主要注重其实际实践效能才是重点。

关键词： 巴特沃斯低通滤波器   电力机车   主变流器   信号处理   高频谐波  

摘要： 针对电力机车主变流器受现场恶劣应用环境和控制策略的影响,会给控制和保护信号的采样带来高频谐波,进而影响控制性能和保护动作判断等问题,结合巴特沃斯低通滤波器具有最大平坦幅频响应的特性、良好的线性相位特性、结构简单、易于设计等优点,研究了一种基于巴特沃斯低通滤波的主变流器信号处理方法,并详细介绍了滤波器的设计原理。试验结果表明所设计的巴特沃斯低通滤波器能够有效滤除主变流器的高频信号。

ISBN: (纸本)9787121279386

关键词： MATLAB   IIR数字滤波器   模数转换  

摘要： 主要通过脉冲响应法和双线性变换法实现模数的转换。利用MATLAB提供的FDA工具实现了模拟巴特沃斯滤波器到数字滤波器的转换。通过MATLAB实验仿真，设计出满足指标的滤波器。

关键词： FIR数字滤波器   DSP   Builder   MATLAB   Simulink   F   PGA  

摘要： 随着科技的发展,数字信号处理在通信、自动控制、雷达、军事、航空航天、医疗、家用电器等众多领域得到了广泛的应用。而在数字信号处理的应用中,数字滤波器是相当重要的一部分。应用DSP Builder结合MATLAB的Simulink仿真来设计滤波器也是一种高效而快捷的方法,本文应用这些软件结合算法来设计6阶常系数FIR滤波器,可以选择合适的FPGA器件来实现其功能。

关键词： 数字信号处理   IIR滤波器   现场可编程门阵列   并联结构   二阶节  

摘要： 伴随着数字信号处理(DSP)领域的发展,数字滤波器的历史大体上可以追溯到七十年代中期。经过了过去大约30年的蓬勃发展,数字滤波器设计已经变成了一项使能技术。数字滤波器在包括通信、控制、国防、生物医学和雷达等很多领域中作为唯一的选择,已经取代了模拟滤波器。数字滤波器是一种以数字的方式来改变信号属性的数字设备。而滤波器本身的属性可以通过幅频特性和相频特性来定义,它们都是频率的函数。数字滤波器,除了改变信号本身的属性,还要满足一些其他的要求,比如速度、复杂度、代价和功耗。而在一些高性能要求的环境中,通用微处理器通常会被ASIC或者FPGA或者具备并行运算架构的DSP取代,以此来挖掘滤波器的潜能。在数字滤波器的范畴中,大部分数字滤波器可以分成两类：有限脉冲响应滤波器(FIR)和无限脉冲响应滤波器(IIR)本文的结构通过研究IIR数字滤波器在MATLAB中的设计继而在FPGA上的实现和验证来组织。文章开始于数字滤波器研究基础,首先详细总结了在滤波器理论发展的过程中出现的各种数字滤波器以及各自的特点。然后介绍IIR数字滤波器的设计基础,包括滤波器结构的选型、实现架构、滤波器设计方案、数字滤波器的有限字长效应等理论基础,从而确定本文所采用的架构。接下来利用MATLAB的FDATool工具设计了以二阶节为基础的椭圆型级联结构IIR低通滤波器,依据有限字长效应的讨论对系数进行量化,之后对量化系数的滤波器进行Simulink动态仿真。仿真过程显示脉冲响应平稳,且滤波性能达到设计要求。论文对前述IIR数字滤波器进行RTL编码,并使用Simulink和Modelsim对其进行联合功能仿真。然后,用Quartus Ⅱ将其下载至FPGA开发板进行测试,利用SignalTap Ⅱ做定性测试,并通过使用外部信号源、频谱仪对滤波前后的效果进行分析对比。测试结果表明,IIR滤波器的通带截止频率为496.6kHz,阻带起始频率为522.9kHz,阻带衰减达到57.7dB,通带纹波小于1.5dB。整个测试期间输出频谱稳定平稳,论文设计的IIR数字滤波器基本达到设计指标,滤波性能满足要求。

关键词： FIR数字滤波器   优化设计   余弦基神经网络   MATLAB  

摘要： 伴随电子信息应用技术和数字信号处理技术的快速发展,数字滤波器的作用也与日俱增,各行各业对数字滤波器的要求越来越高。虽然传统的数字滤波器设计方法成熟,实现方式简单,但由于滤波精确度低,时间复杂度高,结构庞大,使用不灵活,滤波效果不太理想。尤其是对于特定领域的滤波应用,传统的数字滤波器往往起不到令人满意的效果,直接影响到该领域的可持续发展。因此人们致力于各种新型数字滤波器的研究,努力提高滤波器性能并逐渐扩大应用的领域。现代数字滤波器可以说是对传统数字滤波器的一个完善与优化的过程,多年来,很多国内外的专家学者在数字滤波器的优化与设计的问题上做了许多研究工作,提出了一些优化设计方法,并且得到了一些较为理想的效果。数字滤波器的种类繁多,按滤波器工作的网络结构分有无限脉冲响应(InfiniteImpulse Response,IIR)数字滤波器、有限脉冲响应(FiniteImpulse Response,FIR)数字滤波器。相对于IIR数字滤波器,FIR数字滤波器由于系统更稳定且更易于实现,因此被广泛应用于各个行业。本文概述了FIR数字滤波器相位与幅度函数的特性,简单叙述了传统数字滤波器的设计方法,分析了其不足并指出了利用神经网络对FIR数字滤波器优化设计的必要性。本文介绍了两种典型的前馈型神经网络,并给出了这两种神经网络的模型以及算法步骤,分析了他们在逼近方式、训练算法等方面的区别。为了提高数字滤波器的阶数,增强数字滤波器的滤波效果,使得滤波器在相同阶数的条件下有更大的阻带衰减,可将神经网络算法与FIR数字滤波器的优化设计相结合。由于FIR数字滤波器的幅频特性函数是有限长的傅里叶级数,因此可用余弦基函数神经网络模型来设计FIR数字滤波器。本文给出了基于余弦基神经网络模型的FIR数字滤波器的优化设计算法,分析了其不足,并对算法进行了改进,即对径向基函数神经网络训练步骤的权值系数进行调整,采用递推最小二乘法对该权值进行训练,以达到滤波器的优化设计目的。然后,在改进算法的基础上对FIR数字滤波器做了进一步的优化。同时,对FIR数字滤波器的过渡带采样点进行优化,并利用大量的仿真实验获得更佳的过渡带采样值。通过MATLAB实验仿真测试,实验结果对比分析表明,运用改进后的算法对FIR数字滤波器进行优化效果更好,滤波器阻带衰减更大,性能更优。

关键词： 有限新息率   医学信号   心电信号   PET/CT   图像配准  

摘要： 有限新息率信号是在单位时间内由有限个参数描述的信号。利用有限信息率信号的稀疏特性,可以用远低于奈奎斯特采样率的频率实现高效采样,并完美的恢复信号。本论文围绕着如何使用有限新息率理论来处理医学信号展开。心电信号和PET/CT信号具有稀疏特性,利用有限新息率理论处理这些医学信号,在保证信号恢复精度的前提下,大大提高了采样效率。首先,本文将有限信息率理论与时频域综合分析算法相结合。在深入研究有限新息率理论的采样和恢复过程后,比较了有限新息率理论中几种常见的去噪算法。在经典的有限新息率理论的基础上,本文将有限新息率理论与时频域综合分析算法相结合,可以将有限新息率理论从处理离散的信号推广到处理连续的信号,大大的扩展有限新息率理论所能处理信号的范畴,为利用有限新息率理论处理心电信号和PET/CT信号提供理论基础。其次,本文将有限新息率理论与自适应采样恢复算法相结合,应用于心电信号的处理和分析中。这种算法利用心电信号的稀疏性,根据具体的应用场景对精度的要求,灵活的确定采样的点数。基于有限新息率的自适应采样恢复算法的采样效率远远高于奈奎斯特采样的效率。最后,本文将有限新息率理论与压缩感知理论相结合,利用有限新息率理论与压缩感知理论相结合的方式,采样效率可提升50%,但同时会造成恢复图像精度的降低。本文将有限新息率理论与连续矩估计相结合,应用于图像配准中。这种算法可以通过离散的图像采样点信息求出连续矩量,应用在图像配准中能获得更好的恢复精度。通过仿真实验,验证了在恢复图像的峰值功率比方面,将有限新息率理论与矩估计相结合的算法比经典算法高2.34d B。