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关键词： 有限冲激响应滤波器   最小二乘法   听力图  

摘要： 为了在助听器客观评价时综合考虑佩戴者的不同程度听力损失,提出了一种听力图的模拟方法。该方法首先通过听力图计算各个频率点的幅度衰减;然后以此为依据,采用最小二乘法设计有限冲激响应滤波器,来模拟典型的听力图,使语音通过该滤波器后达到与听力图显示的患者听力损失相同的衰减效果,从而实现对听力损失的模拟。最后,通过一组实验表明:该滤波器对输入信号的频域衰减效果确实同典型的听力图一样。可见该滤波器有望加入助听器的测量评价体系,以提高评价准确性。

关键词： 最小二乘法   理想低通滤波器   静电放电   凯塞窗  

摘要： 为了克服最小二乘法设计的滤波器阻带衰减较小的缺陷,提出一种新的改进最小二乘法设计数字低通滤波器的方法,大幅改善了滤波器的阻带衰减。用MATLAB仿真了三种低通滤波器的改进最小二乘法、最小二乘法的设计方法并将设计滤波器的幅频特性和用凯塞窗设计的同阶滤波器的幅频特性做对比。仿真结果表明,最小二乘法和凯塞窗设计的滤波器的幅频特性的阻带最大增益近似相等。但是改进的最小二乘法设计的滤波器的幅频特性的阻带增益却大幅低于最小二乘法和凯塞窗设计的滤波器。

关键词： IIR数字滤波器   双通带   结构优化   演化算法   二阶子系统  

摘要： 数字滤波器能够根据设定要求有效地对传输信号进行过滤处理。它能传输有效频段的信号,滤除无用频段的信号。因此,数字滤波器具有过滤,降噪的特点。随着无线通信技术的飞速发展,数字滤波器已成为许多现代数字系统的关键部件。在数字滤波器中,双通带数字滤波器是一个十分重要部分,引起了广泛的关注。为了设计出一个有良好处理信号能力的双通带IIR数字滤波器,本文提出了新的方法,设计了一个二阶子系统,让其作为双通带数字IIR滤波器的基本单元。随后根据要求,生成一系列的指令,二阶子系统根据指令逐个连接在一起,从而形成一个完整有效的双通带IIR数字滤波器系统。最后提出了一种新的演化算法来设计优化双通带数字滤波器。这种算法基于结构演化的自适应多精英导引复合差分进化算法与移位机制相结合的算法(Adaptive multiple-elites-guided composite differential evolution algorithm with a shift mechanism,DEAMECo)。我们提出的方法不需要使用已知的电路结构,可以直接设计双通带数字滤波器结构,然后用DEAMECo算法优化双通带数字滤波器结构,该算法可以进行有效地搜索,防止个体过早收敛。与现有的方法相比,本文所设计的双通带IIR数字滤波器具有多种结构,并且结构具有随机性、稳定性,能够实现设计要求。本文的研究工作主要分为下五个方面:(1)介绍了现有IIR数字滤波器的实现方法。(2)设计了一个二阶子系统结构和一系列的指令,然后根据指令将二阶子系统依次添加到滤波器系统中,从而形成一个双通带数字滤波器的结构。(3)对双通带数字滤波器的结构进行编码,然后利用DEAMECo算法对已生成的双通带数字滤波器结构进行优化。(4)对双通带数字滤波器进行实验仿真,进行不同参数以及不同演化算法形成的双通带数字滤波器实验,并结果进行比较分析,从而探索最优的双通带数字滤波器设计参数以及优化算法。(5)对设计的双通带数字滤波器做出总结,然后提出了未来的研究展望。通过本文的实验结果分析对比可以验证,基于随机结构生成的双通带数字滤波器,并通过演化算法优化的设计方法基本能够满足实验需求,有较好的性能。根据目标特性,利用设计好的二阶子系统直接设计双通带滤波器结构,无需滤波器阶数、传递函数等先验知识,然后利用DEAMECo算法对形成双通带数字滤波器的结构进行优化,从而得到了较好的效果。本文提出了一种新的双通带IIR数字滤波器设计方法,并且为相关研究提出新的思路,同时该方法也具有普适性,可以应用于其他类似的优化问题。

关键词： 有限长单位脉冲响应(FIR)滤波器   线性相位   窗化法   频率采样法   MATLAB  

摘要： 针对数字信号处理里面的有限长单位脉冲响应(FIR)数字滤波器的设计方法进行讨论,描述4类线性相位FIR数字滤波器的幅度特性和相位特性.分析了应用MATLAB分别采用窗化法和频率采样法设计具有线性相位特性的FIR数字滤波器的设计过程和设计特点.窗化法的优点是设计简单,可以设计任意频率特性的滤波器,但窗化法设计滤波器时通带和阻带的边界频率不易控制,滤波器的长度也需要多次设计才能得到满意的结果.频率采样法进行FIR数字滤波器设计的优点是直接从频域设计,物理概念清楚,直观方便,特别适合于频率响应只有较少非零取样值的窄带滤波器.

关键词： 电流模电路   CFA   巴特沃斯低通滤波器   运算电路  

摘要： 选用一种典型的电流反馈型运算放大器进行研究,设计了一种六阶巴特沃斯低通滤波器。详细论述了电路设计原理、电路结构与元件参数选择方法。用Multisim对电路进行了仿真。仿真结果表明电路的通带增益为28d B,上限截止频率为10MHz,通带起伏为2d B。通带增益可独立于截止频率单独调节。

关键词： IIR滤波器   级联型   滤波器系数精度   滤波器阶数   STM32F407  

摘要： 针对基于嵌入式处理器实现数字滤波的应用需求,给出了一种基于STM32F407处理器的级联型IIR数字滤波器设计。首先利用MATLAB仿真实验方法,展示了直接型与级联型网络结构选择与IIR数字滤波器系数精度要求之间的具体关系;然后以STM32F407处理器为例,给出了集A/D转换、IIR滤波运算及D/A波形重构功能于一体的级联型IIR数字滤波器的软硬件设计。实验结果表明,所设计的滤波器可实现级联型IIR数字滤波功能,滤波系数精度要求最低可为16位带符号整型,且在16kHz采样频率下,低通、高通、带通和带阻滤波器阶数最高分别可达90、90、134和124阶。

关键词： 射频接收机   模拟信道   滤波器  

摘要： 模拟信道滤波器在射频接收机系统中起着至关重要的作用。文章对模拟信道滤波器的作用进行介绍,对滤波器设计的基本原型进行讨论,列举射频接收机系统中常用的几种滤波器类型及其优劣点,为射频接收机系统中模拟信道滤波器的应用和选择提供支撑。

关键词： IIR数字滤波器   频率转换   教学研究  

摘要： 在IIR数字滤波器的设计中,模拟域频率转换是高通、带通、带阻等其他滤波器设计的核心,但现有关于模拟域频率转换的教学方法大多只给出结论,并没有对整个转换过程进行分析,这使得学生难以理解转换的原理,对如何选择滤波器参数的原因并不清楚。本文对整个模拟域频率转换过程进行分析,通过图形对转换过程中参数如何选取进行诠释,便于教师教学和学生理解。

关键词： 轴承故障诊断   状态滤波器   振动信号   设计  

摘要： 许多旋转机械的故障都与滚动轴承的运行状态有关,对轴承进行故障诊断时传感器拾取和转换的轴承振动信号中包含其他干扰信号,为了准确地检测出轴承是否存在故障,设计了六阶状态滤波器。将信号发生器产生的信号输入到滤波器,再由滤波器输出端输入到示波器。采用这种连接方式的滤波器对振动信号进行了滤波实验,得到了不包含干扰信号的振动信号,通过上位机准确地诊断出滚动轴承是否存在故障和轴承的合格等级。