Найти

Результаты поиска

• ФОРМИРОВАНИЕ ИМПУЛЬСНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ РЕКУРСИВНОГО ФИЛЬТРА НИЖНИХ ЧАСТОТ С КОНЕЧНОЙ ИМПУЛЬСНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ В ВИДЕ СУММЫ КВАЗИГАРМОНИК УСЕЧЕННОГО РЯДА ФУРЬЕ

  Д.И. Бакшун , И.И. Турулин

  221-228

  2025-12-30

  Аннотация ▼

  Задача сокращения количества арифметических операций в алгоритмах цифровой фильтрации является актуальной, поскольку это напрямую влияет на энергопотребление, быстродействие и аппаратные затраты. В условиях жестких требований к энергопотреблению мобильных и встраиваемых устройств сокращение операций умножения и сложения становится важным фактором проектирования. В статье рассмотрена методика реализации рекурсивного фильтра с конечной импульсной характеристикой (КИХ) в виде усеченной функции sinc, сглаженной окном (весовой функцией), которая представляет собой сумму квазигармонических функций. Квазигармонические функции с разными частотами представляют собой полиномы степени . За основу взят полином второй степени и предложен численный метод повышения степени полинома для улучшения точности аппроксимации. Анализ точности аппроксимации показал, что при использовании полиномов 4-ой и 6-ой степени достигается погрешность аппроксимации менее 1%. Коэффициенты нерекурсивной части фильтра вычисляются через нахождение обратных конечных разностей исходной КИХ. Коэффициентами являются целые числа, значения которых зависят от числа отсчетов (длины) полупериода квазисинусной функции, что упрощает реализацию подобного РКИХ-фильтра на базе программируемой логической интегральной схемы (ПЛИС). Результаты численного анализа конечных разностей для каждой квазисинусоиды показали, что при использовании квадратичной аппроксимации требуется всего 16 отсчетов, однако при этом будет относительно высокий уровень боковых лепестков
  (–30 дБ). Переход к аппроксимации 4-го порядка увеличивает количество ненулевых коэффициентов до 20-ти и приводит к существенному (на 13 дБ) уменьшению уровня частотной характеристики в полосе заграждения, который достигает -43 дБ

• АНАЛИЗ УПРАВЛЯЕМОСТИ НЕКОТОРЫХ ЦИФРОВЫХ ФИЛЬТРОВ С КОНЕЧНОЙ ИМПУЛЬСНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ

  Д.А. Гужва , К.О. Север , А. А. Морозов

  2021-08-11

  Аннотация ▼

  Рассмотрены фильтры с конечной импульсной характеристикой и банки фильтров. Рас-
  смотрено использование данных фильтров для слуховых аппаратов. Рассмотрены способы
  компенсации потери слуха и способы повышения громкости с помощью широкополосного уси-
  ления. Приведена схема метода цифровой обработки сигналов с использованием банка фильт-
  ров, а также методика синтеза интерполяционных фильтров с малой вычислительной слож-
  ностью. Также рассмотрено применение системы MATLAB для синтеза узкополосных нерекур-
  сивных КИХ-фильтров, их процедура проектирования, методика и примеры. Фильтры с конеч-
  ной импульсной характеристикой (КИХ) и банки фильтров обладают определенными свойст-
  вами, которые гарантируют стабильность. Поэтому они популярны во многих приложениях,
  таких как системы связи, обработка аудиосигналов, биомедицинские инструменты и так да-
  лее. К сожалению, из-за большей длины волны стоимость реализации КИХ-фильтра обычно
  выше, чем фильтр с бесконечной импульсной характеристикой (БИХ), отвечающий тем же
  требованиям. Хорошо известно, что длина КИХ-фильтра обратно пропорциональна его пере-
  ходной полосе пропускания. Поэтому недостаток становится острым, когда данный фильтр
  имеет узкую полосу перехода. Основная цель - рассмотреть эффективные с вычислительной
  точки зрения методы проектирования КИХ-фильтров и банков фильтров. Метод маскирова-
  ния (FRM) приводит к значительной экономии количества множителей. Затем рассматрива-
  ется 16-полосный блок цифровых КИХ-фильтров с неравномерным разнесением и низкой груп-
  повой задержкой. Общая задержка значительно снижена в результате новой структуры
  фильтра, которая снижает коэффициент интерполяции для фильтров-прототипов. Маски-
  рующий фильтр может быть фильтром с интерполированной конечной импульсной характе-
  ристикой (ИКИХ), который способствует снижению сложности.

• МЕТОДИКА РЕАЛИЗАЦИИ НА ПРОГРАММИРУЕМЫХ ЛОГИЧЕСКИХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМАХ УПРАВЛЯЕМОГО РЕКУРСИВНОГО ФИЛЬТРА С КОНЕЧНОЙ ИМПУЛЬСНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ НА ПРИМЕРЕ АППРОКСИМАЦИИ ОКНА ХАННА

  Д.И. Бакшун , С.П. Тарасов , И. И. Турулин

  2025-01-30

  Аннотация ▼

  Рассмотрена методика реализации рекурсивного фильтра с конечной импульсной характери-
  стикой (КИХ) в виде окна Ханна с возможностью управления длительностью (в отсчетах или так-
  тах) КИХ, в том числе в процессе фильтрации, на основе одновременной последовательной компен-
  сации отсчетов из рекурсивной части. Выполнен краткий обзор существующего решения для управ-
  ления длительностью прямоугольной импульсной характеристики и предложены способы реализа-
  ции импульсных характеристик более сложной формы на примере окна Ханна. Предложенный авто-
  рами метод позволяет добиться устойчивости фильтра при изменении длительности импульсной
  характеристики во времени. Разработана структура модуля для реализации фильтра на базе про-
  граммируемых логических интегральных схем (ПЛИС). Рассмотренная в статье, структура рекур-
  сивного фильтра имеет существенно меньшую вычислительную сложность по сравнению с класси-
  ческой структурой КИХ-фильтра, и применять её можно во встраиваемых системах с ограничен-
  ными вычислительными ресурсами. Меньшая вычислительная сложность достигается за счет при-
  менения в качестве КИХ функцию, аппроксимирующую окно Ханна, которая представляет собой
  полином третьей степени. Фильтрация выполняется за счет двух независимых фильтров, один из
  которых настроен на длительность КИХ до ее изменения, а другой – после с последующим суммиро-
  ванием результата. Такой подход базируется на принципе линейности системы, который позволяет
  комбинировать выходные сигналы фильтров без потери их свойств. Управление длительностью
  задержки выполняется на основе возможности двухпортовой RAM-памяти одновременно произво-
  дить запись и чтение. При изменении длительности КИХ вычисление коэффициентов фильтра вы-
  полняется во время фильтрации, за счет чего устраняются обрывы между участками выходного
  сигнала до и после изменения длительности КИХ. Предусмотрена защита от ввода нового парамет-
  ра длительности КИХ до завершения компенсации переходного процесса вследствие предыдущего
  изменения длительности КИХ. После завершения процедуры компенсации фильтр, настроенный на
  длительность КИХ до ее изменения, прекращает свою работу