当前位置:文档之家› 正弦滤波器

正弦滤波器

正弦滤波器
正弦滤波器

数字梳状滤波器讲解

数字梳状滤波器 梳状滤波对于画面质量是非常重要的一个技术,因此我们有必要对其进行详细刨析。 那么具体什么是梳状滤波器呢?这就要从源头(信号源)开始讲起了,一开始,接收视频的Video端子是Composite端子(比如RF射频接口和AV接口),它所能接收的信号叫Composite Video Signal,即混合视频信号(也称复合信号),什么意思呢?因为这个Composite(混合)信号包括了亮度(Luminance,用字母Y表示)和色度/彩度(Chrominace)两方面的信号,视频电路要做的工作就是Y/C进行分离处理,目前的梳状滤波器是在保证图像细节的情况下解决视频信号亮色互窜的唯一方法,其内部有许多按一定频率间隔相同排列的通带和阻带,只让某些特定频率范围的信号通过,因为其特性曲线象梳子一样,故人们称之为梳状滤波器(Comb Filtering)。 梳状滤波器一般由延时、加法器、减法器、带通滤波器组成。对于静止图像,梳状滤波在帧间进行,即三维梳状滤波。对活动图像,梳状滤波在帧内进行,即二维梳状滤波。高档数字电视机采用行延迟的梳状滤波器与带通滤波器级联,构成Y/C分离方案就可获得满意的图像质量。使用梳状滤波器能使图像质量明显提高。解决了色串亮及亮串色造成的干扰光点、干扰花纹;消除了色度正交分量U、V色差信号混迭造成的彩色边缘蠕动;消除了亮、色镶边,消除了高频信号的色彩错误和灰度值表示错误。有一段时期国内很多工厂(为了节省成本)使用模拟的方式实现梳状滤波器,实际上效果很不好,原因有两个,一是延迟器件的带宽很难保证,二是解决行相关性差问题的自适应电路很复杂。而在数字电路里,只要有足够的存储器,就可以保证足够的延迟时间与信号带宽,且复杂的自适应电路很容易集成在芯片中硬件固化。 梳状滤波器原理及发展历史: 梳状滤波器采用频谱间置技术,理论上可以保证亮度和色度的无失真分离。如果我们好好回顾一下梳状滤波器的发展历程,将对其有个清醒的认识。 第一阶段:采用频率分离法将Y/C信号分开。这种方法是利用色度信号以副载波方式传输这一特点(PAL制副载波为4.43MHz,NTSC制副载波为3.58MHz),用选频电路将Y/C 信号分开。 内部由LC带通滤波器和陷波器组成,将视频信号通过一个中心频率(fsc)为色度信号窄带(比如PAL制式4.43MHz频率副载波)带通滤波器,取出色度信号。再将亮度信号经过一个中心频率为色度信号副载波4.43MHZ的色度陷波器,吸收色度信号,从而得到亮度信号。这种方法简单易行,采用元器件少且成本低,所以在早期彩电中应用得比较广泛。

梳状滤波器工作原理

梳状滤波器工作原理 梳状滤波器对于画面质量是非常重要的一个技术。一开始,接收视频的Video端子是Composite端子(比如RF射频接口和AV接口),它所能接收的信号叫Composite VideoSignal,即混合视频信号(也称复合信号)。因为这个Composite(混合)信号包括了亮度(Luminance,用字母Y表示)和色度/彩度(Chrominace)两方面的信号,视频电路要做的工作就是Y/C进行分离处理,目前的梳状滤波器是在保证图像细节的情况下解决视频信号亮色互窜的唯一方法,其内部有许多按一定频率间隔相同排列的通带和阻带,只让某些特定频率范围的信号通过,因为其特性曲线象梳子一样,故人们称之为梳状滤波器。 图2-6-1 梳状滤波器框图 梳状滤波器主要由延迟线和相加电路、相减电路构成的,用以分离FU 和±FV。一个实际的梳状滤波器电路如图2-6-1所示。其中V1为延时激励放大器,DL为延迟线,T1为裂相变压器、L1为调谐电感,C2为耦合电容。 色度信号F经电容C1耦合加于V1基极,经放大后由集极输出,再经延迟线由A点加至裂相变压器T1上端,取自Rw的直通信号经C2耦合加至T1中点,这样可在输出端分别得到相加和相减输出。将直通信号和延迟信号分别以un和un-1表示,其输出电压的合成原理图如图4-32等效电路所示。调节Rw可保证两信号幅度严格相等,输出分离更彻底。 延迟线DL多为超声延迟线,它由输入、输出压电换能器和延迟介质组成。压电换能器由多晶压电陶瓷薄片制成,当信号加到输入压电换能器两端面的电极上时,输入信号在延迟介质中激起机械振动,形成超声波。延

迟介质多为熔融石英或玻璃,超声波在玻璃中传播速度较低,再将其制作 成如图4-33形式,经多次反射超声波方到达输出换能器还原为电信号,这 样使可大大地缩小延迟线体积。为使超声波按规定的路径传播,减少不规 则反射引起的干扰杂波,在延迟线表面涂有若干吸声点,吸声点所涂吸声 材料为橡胶、环氧树脂和钨粉配制而成。最后用塑料外壳封装,以减小外 界的影响。 2.6.2 PAL 解码器的梳状滤波器 PAL 的特殊电路是梳状滤波器.为使它 能够有效的分离两个色度分量,延时线的 延时时间要有准确的数值. 延时线延迟时 间τd 应选择得既非常接近行周期(64μ s),以便相加、减时是相邻行相应像素间 的加或减;而又必须为副载波半周期的整 数倍,以保证延时前、后色度信号副载波相位相同(0°)或相反(180°)。由 fSC=283.75fH+25Hz 的关系,则行周期TH 与副载波TSC 之间的关系为: τd 可选为副载波半周期TSC/2的567倍或568倍。通常为567, τd 略小于行周期,若为568则略大于行周期 梳状滤波器:作用是将色度信号分离出两个色差分量FU 、FV ,组成包 括一行延时线、加法器和减法器。 传统的色度延时电路采用64μs 超声波玻璃延时线,其原理是利用输 入、输出换能器实现电—超声波—电信号间的转换。 在梳状滤波器中,延时线的精确延时时间为63.943μs ,延时后的信号 与直通信号在加法器和减法器中运算,完成色度分量的分离任务。 设输入到梳状滤波器的第n 行色度信号为 F(n)=Usin ωSCt+Vcos ωSCt=FU+FV (2―35) 则第n+1行色度信号必然为

FIR 滤波器和 IIR 滤波器的格型结构

4.3.5 全零点格型结构 1973年,Gray 和Markel 提出一种新的系统结构形式,即格型结构(lattice structure )。这是一种很有用的结构,在功率谱估计、语音处理、自适应滤波等方面以得到了广泛的应用。这种结构的优点是,对有限字长效应的敏感度低,且适合递推算法。 这种结构有三种形式,即适用于FIR 系统的全极点格型结构和适用于IIR 系统的全极点和零极点格型结构。下面先介绍图7.10所示的全零点格型结构。其他两种个性结构将留到第4.3节讨论。 格型结构是由多个基本单元级联起来的一种极为规范化的结构。图7.11 示出其中的第m 极。与FIR 滤波器的直接型结构一样,全零点格型结构也是没有反馈支路的, 图7.10 全零点格型结构 图7.11 全零点格型结构的基本单元 让我们从一组FIR 滤波器的系统函数开始研究全零点格型结构。 图7.10 中,以)(n x 为输入序列,后接M 个格型级,这样就形成M 个滤波器:第m (M m ,...,2,1=)个滤波器有两个输出,即上输出)(n f m 和下输出)(n g m 。以)(n f m 为输出的滤波器称为前向滤波器;以)(n g m 为输出的滤波器称为后向滤波器。 对于M 个前向FIR 滤波器,它们的系统函数为: ,...,M ,m z A z H m m 21 ),()(== (18) 式中,)(z A m 是多项式: 1 ,)(1)(1 M m z k a z A k m k m m ≤≤+ =-=∑ (19) 这里,为了数学推导的方便,令式子右边第1项为1;下标m 代表滤波器序号,也代表滤波

梳状滤波器的设计

NANHUA University 课程设计(论文) 题目梳状滤波器 学院名称电气工程学院 指导教师陈忠泽 班级电子091班 学号 20094470128 学生姓名周后景 2013年 1 月

摘要 现如今随着电子设备工作频率范围的不断扩大,电磁干扰也越来也严重,接收机接收到的信号也越来越复杂。为了得到所需要频率的信号,就需要对接收到的信号进行过滤,从而得到所需频率段的信号,这就是滤波器的工作原理。对于传统的滤波器而言,如果滤波器的输入,输出都是离散时间信号,则该滤波器的冲激响应也必然是离散的,这样的滤波器定义为数字滤波器。它通过对采样数据信号进行数学运算来达到频域滤波的目的。滤波器在功能上可分为四类,即低通(LP)、高通(HP)、带通(BP)、带阻(BS)滤波器等,每种又有模拟滤波器(AF)和数字滤波器(DF)两种形式。对数字滤波器,从实现方法上,由有限长冲激响应所表示的数字滤波器被称为FIR滤波器,具有无限冲激响应的数字滤波器增称为IIR滤波器。在MATLAB工具箱中提供了几种模拟滤波器的原型产生函数,即Bessel低通模拟滤波器原型,Butterworth滤波器原型,Chebyshev(I型、II型)滤波器原型,椭圆滤波器原型等不同的滤波器原型。本实验需要产生滤除特定频率的梳状滤波器 关键字: MATLAB,,梳状滤波器

引言 随着社会的发展,各种频率的波都在被不断的开发以及利用,这 就导致了不同频率的波相互之间的干扰越来越严重,因此滤波器的市 场是庞大的。所以各种不同功能滤波器的设计就越来越重要,在此要 求上实现了用各种不同方式来实现滤波器的设计。本设计通过MATLAB 软件对IIR 型滤波器进行理论上的实现。 设计要求 设计一个梳状滤波器,其性能指标如下,要求阻带最小衰减为 dB As 40=,N=8..0=ω?8rad π 手工计算 因为梳状滤波器的转移函数公式为H(Z)=b N N eZ Z ----11 ,现已知N=8,As=40dB, 2498.0=ω?rad π, H(jw e )=b jwN jwN e e ---- 11,b=21 +因为As=60Db,故)(jw e H =0.01 H(jw e )=b jwN e e --- 11 = 21 +)sin (cos 1)sin (cos 1wN j wN wN j wN ---- =

π型滤波电路

四种∏型RC滤波电路 数字电源模拟电源 阻抗公式:Z=R+i(ωL-1/ωC) ω=2пf R---电阻ωL----感抗 1/ωC-----容抗 1.典型∏型RC滤波电路 图7-27所示是典型的∏型RC滤波电路。电路中的C1、C2是两只滤波电容,R1是滤波电阻,C1、R1和C2构成一节∏型RC滤波电路。由于这种滤波电路的形式如同字母∏且采用了电阻、电容,所以称为∏型RC滤波电路。ADP3211AMNG(集成电路IC)从电路中可以看出,∏型RC滤波电路接在整流电路的输出端。 这一电路的滤波原理是:从整流电路输出的电压首先经过C1的滤波,将大部分的交流成分滤除,见图中的交流电流示意图。 经过C1滤波后的电压,再加到由R1和C2构成的滤波电路中,电容C2进一步对交流成分进行滤波,有少量的交流电流通过C2到达地线,见图中的电流所示。

这一滤波电路中共有两个直流电压输出端,分别输出U01、U02两个直流电压。其中,U01只经过电容C1滤波;U02则经过了C1、R1和C2电路的滤波,所以滤波效果更好,直流输出电压U02中的交流成分更小。 上述两个直流输出电压的大小是不同的,U01电压最高,一般这一电压直接加到功率放大器电路,或加到需要直流工作电压最高、工作电流最大的电路中,这是因为这一路直流输出电压没有经过滤波电阻,能够输出最大的直流电压和直流电流;直流输出电压U02稍低,这是因为电阻R1对直流电压存在电压降,同时由于滤波电阻R1的存在,这一滤波电路输出的直流电流大小也受到了一定的限制。

2.多节∏型RC滤波电路 关于实用的滤波电路中通常都是多节的,即有几节∏型RC滤波电路组成,各节∏型RC滤波电路之间可以是串联连接,也可以是并联连接。多节∏型RC滤波电路也是由滤波电容和滤波电阻构成。 图7-29所示是多节∏型RC滤波电路。电路中,C1、C2、C3是三只滤波电容,其中C1是第一节的滤波电容,C3是最后一节的滤波电容。R1和R2是滤波电阻。 这一滤波电路的工作原理与上面的∏型RC滤波电路基本相同,这里再说明下列几点。 3.多节∏型RC滤波串、并联电路

高通滤波器原理及分类

高通滤波器:英文名称为high-pass filter,又称低截止滤波器、低阻滤波器,允许高于某一截频的频率通过,而大大衰减较低频率的一种滤波器。它去掉了信号中不必要的低频成分或者说去掉了低频干扰。其特性在时域及频域中可分别用冲激响应及频率响应描述。 高通滤波器是一种让某一频率以上的信号分量通过,而对该频率以下的信号分量大大抑制的电容、电感与电阻等器件的组合装置。其特性在时域及频域中可分别用冲激响应及频率响应描述。后者是用以频率为自变量的函数表示,一般情况下它是一个以复变量jω为自变量的的复变函数,以H(jω)表示。它的模H(ω)和幅角φ(ω)为角频率ω的函数,分别称为系统的“幅频响应”和“相频响应”,它分别代表激励源中不同频率的信号成分通过该系统时所遇到的幅度变化和相位变化。可以证明,系统的“频率响应”就是该系统“冲激响应”的傅里叶变换。当线性无源系统可以用一个N阶线性微分方程表示时,频率响应H(jω)为一个有理分式,它的分子和分母分别与微分方程的右边和左边相对应。 高通滤波器原理及分类 高通滤波器按照所采用的器件不同进行分类的话,会有源高通滤波器、无源高通滤波器两类。 无源高通滤波器:无源高通滤波器:仅由无源元件(R、L 和C)组成的滤波器,它是利用电容和电感元件的电抗随频率的变化而变化的原理构成的。这类滤波器的优点是:电路比较简单,不需要直流电源供电,可靠性高;缺点是:通带内的信号有能量损耗,负载效应比较明显,使用电感元件时容易引起电磁感应,当电感L较大时滤波器的体积和重量都比较大,在低频域不适用。 实际滤波器的基本参数:理想滤波器是不存在的,其特性只需截止频率描述,而实际滤波器的特性曲线无明显的转折点,故需用更多参数来描述。 高通滤波器技术指标有:

ch7数字滤波器的结构习题解答

7.6 习题 7-1. 已知某数字系统的系统函数为 ) 25.06.0)(4.0()(2 3 +--=z z z z z H 试分别画出直接型、级联型、并联型结构框图。 解: 将H (z )表示为 3 21 1.049.011 )(----+-= z z z z H 由此可画出系统的直接型结构框图,如下图(a)所示。由于系统有一单实数极点和一对共轭复数极点,故将H (z )表示实系数一阶、二阶子系统的乘积,即 2 1125.06.011 4.011)(---+--= z z z z H 由此可画出系统的级联型结构框图,如下图(b)所示。故将H (z )表示实系数一阶、二阶子系统之和 2 11 125.06.015882.00588.04.019412.0)(----+-++-=z z z z z H 由此可画出系统的并联型结构框图,如下图(c)所示。 x [k ] y [k ] x [k ] y [k ] (a) 直接型结构 (b) 级联型结构

x [k ] y [k ] (c) 并联型结构 7-2. 一线性时不变系统用题7-2图的流图实现。 (1) 写出该系统的差分方程和系统函数; (2) 计算每个输出样本需要多少次实数乘法和实数加法? 题7-2图 解: (1) 2121211311 )(--------= z z z z z H 43127411 ---++-=z z z ][]4[2]3[7]1[4][k f k y k y k y k y =-+-+-- (2) 每个输出样本需要4次实数乘法和4次实数加法 7-3. 已知FIR DF 的系统函数为 )221)(1()(211---+-+=z z z z H 试分别画出直接型、级联型结构框图。 解: 由H (z )可以画出FIR DF 的级联型结构框图,如下图(b)所示。将H (z )表示为 3121)(--+-=z z z H ,可以画出FIR DF 的直接型结构框图,如下图(a)所示。

matlab实现滤波器

虽然matlab提供了很多产生低通滤波器的函数,而且也提供了将低通转换为高通、带通等滤波器的方法函数,以及数字化的函数。但是为了简化设计及设计者方便考虑,matlab还提供了更为简便的产生各种滤波器的方法。 1 besself 功能:贝塞尔(Bessel)模拟滤波器设计。 格式:[b,a] = besself(n,Wn) [b,a] = besself(n,Wn,'ftype') [z,p,k] = besself(...) [A,B,C,D] = besself(...) 说明:besself函数可以设计模拟低通、高通、带通和带阻贝塞尔(Bessel)滤波器。 [b,a] = besself(n,Wn)返回截止频率为Wn(单位为弧度/秒)的n阶贝塞尔模拟 低通滤波器,b、a分别为滤波器传递函数的分子和分母系数向量(降幂排列)。 当Wn为二元向量,即Wn=[W1 W2] (W1

2 butter 功能:巴特沃思(Butterworth)模拟/数字滤波器设计。 格式:[b,a] = butter(n,Wn) [b,a] = butter(n,Wn,'ftype') [b,a] = butter(n,Wn,'s') [b,a] = butter(n,Wn,'ftype','s') [z,p,k] = butter(...) [A,B,C,D] = butter(...) 说明:butter函数可以设计模拟或数字的低通、高通、带通和带阻Butterworth 滤波 器。Butterworth滤波器可以使通带内的幅频响应最大程度地平坦,但这也使 得它的通带到阻带的过渡过程较慢。在这方面Chebyshev滤波器和椭圆滤波 器性能较好。 在设计数字滤波器时,butter函数中的参数Wn与besself函数有很大的区别, 它是一个相对量,其定义区间为Wn∈[0,1],其中1对应于0.5fs,fs为采样 频率(单位Hz);在设计模拟滤波器时,Wn采用真实频率,单位为Hz。 [b,a] = butter(n,Wn)返回截止频率为Wn(单位为弧度/秒)的n阶Butterworth 数字低通滤波器,b、a分别为滤波器传递函数的分子和分母系数向量(降幂 排列)。 当Wn为二元向量,即Wn = [W1 W2] (W1

梳状滤波器的设计与应用

梳状滤波器的设计与应用 梳状滤波对于画面质量是非常重要的一个技术,因此我们有必要对其进行详细刨析。 那么具体什么是梳状滤波器呢?这就要从源头(信号源)开始讲起了,一开始,接收视频的Video端子是Composite端子(比如RF 射频接口和AV接口),它所能接收的信号叫CompositeVideoSignal,即混合视频信号(也称复合信号),什么意思呢?因为这个Composite (混合)信号包括了亮度(Luminance,用字母Y表示)和色度/彩度(Chrominace)两方面的信号,视频电路要做的工作就是Y/C进行分离处理,目前的梳状滤波器是在保证图像细节的情况下解决视频信号亮色互窜的唯一方法,其内部有许多按一定频率间隔相同排列的通带和阻带,只让某些特定频率范围的信号通过,因为其特性曲线象梳子一样,故人们称之为梳状滤波器(CombFiltering)。 梳状滤波器一般由延时、加法器、减法器、带通滤波器组成。对于静止图像,梳状滤波在帧间进行,即三维梳状滤波。对活动图像,梳状滤波在帧内进行,即二维梳状滤波。高档数字电视机采用行延迟的梳状滤波器与带通滤波器级联,构成Y/C分离方案就可获得满意的图像质量。使用梳状滤波器能使图像质量明显提高。解决了色串亮及亮串色造成的干扰光点、干扰花纹;消除了色度正交分量U、V色差信号混迭造成的彩色边缘蠕动;消除了亮、色镶边,消除了高频信号的色彩错误和灰度值表示错误。有一段时期国内很多工厂(为了节省成本)使用模拟的方式实现梳状滤波器,实际上效果很不好,原因

有两个,一是延迟器件的带宽很难保证,二是解决行相关性差问题的自适应电路很复杂。而在数字电路里,只要有足够的存储器,就可以保证足够的延迟时间与信号带宽,且复杂的自适应电路很容易集成在芯片中硬件固化。 梳状滤波器原理及发展历史:梳状滤波器采用频谱间置技术,理论上可以保证亮度和色度的无失真分离。如果我们好好回顾一下梳状滤波器的发展历程,将对其有个清醒的认识。 第一阶段:采用频率分离法将Y/C信号分开。这种方法是利用色度信号以副载波方式传输这一特点(PAL制副载波为4.43MHz,NTS C制副载波为3.58MHz),用选频电路将Y/C信号分开。内部由LC 带通滤波器和陷波器组成,将视频信号通过一个中心频率(fsc)为色度信号窄带(比如PAL制式4.43MHz频率副载波)带通滤波器,取出色度信号。再将亮度信号经过一个中心频率为色度信号副载波4. 43MHZ的色度陷波器,吸收色度信号,从而得到亮度信号。这种方法简单易行,采用元器件少且成本低,所以在早期彩电中应用得比较广泛。

格型自适应滤波器

第四章格型自适应滤波器 本章研究另一类线性自适应滤波器,其是设计基于阶数更新和时间更新的递归算法。这种新的自适应滤波器与前面章节所研究的滤波器的不同之处在于阶数更新。而这可以利用均匀采样后时间数据的时移特性来实现。就结构而言,阶更新 获得一种计算高效、模块化以及格型的结构;它可将前面m-1阶计算得到的信息传递到更新后的m阶滤波器。最后结果是实现其计算复杂度与滤波器m 阶呈线性关系的自适应滤波器。 与其他类型线自适应滤波器相同,阶递归自适应滤波器的设计也是基于下面两种方法: 1 随机梯度法它建立在前向线性格型预测器和后向格型预测器的基础上。 2 最小二乘法它建立在卡尔曼滤波器与最小二乘滤波器之间对应关系的基础上。 LMS和RLS滤波器同属于横向自适应滤波器,在实际应用中,一个横向滤波器的最优阶数通常是未知的,这就需要通过比较不同阶数的滤波器来确定最优的阶数。但是,当改变横向滤波器的阶数时,LMS和RLS算法必须重新运行,这显然是很不方便且费时,而格型滤波器解决了这一难题。 格型滤波器最突出的特点是局部相关联的模化块结构,格型系数对于数值扰动的低灵敏性,以及格型算法对于信号协方差矩阵特征值扩散的相对惰性,使得其算法具有快速收敛和优良数值特性,已被广泛应用于信号预测和滤波处理。 4.1 梯度自适应格型算法 梯度自适应格型(GAL,gradient-adeptive lattice )滤波器具有对称的格型结构,从随机梯度法得出的阶递归自适应滤波器设计简单,但在特性方面是近似的;其设计的简单性在于格型滤波器的每一级只有一个反射系数。其设计准则和LMS算法一样是使均方误差为最小。 图4.1示出了一个单级格型预测器的方框图:

数字梳状滤波器

视听研究所 主页:https://www.doczj.com/doc/243348664.html, 论坛:https://www.doczj.com/doc/243348664.html,/forum 所有资料均收集于各网站。 若您认为有关资料不适合公开,请联系newvideo@https://www.doczj.com/doc/243348664.html, 我们会第一时间删除。 感谢各位网友的无私奉献和支持! 加密时间:2008-2-1

视听研究所 主页:https://www.doczj.com/doc/243348664.html, 论坛:https://www.doczj.com/doc/243348664.html,/forum 所有资料均收集于各网站。 若您认为有关资料不适合公开,请联系newvideo@https://www.doczj.com/doc/243348664.html, 我们会第一时间删除。 感谢各位网友的无私奉献和支持! 加密时间:2008-2-1

数字梳状滤波器 梳状滤波对于画面质量是非常重要的一个技术,因此我们有必要对其进行详细刨析。 那么具体什么是梳状滤波器呢?这就要从源头(信号源)开始讲起了,一开始,接收视频的Video端子是Composite端子(比如RF射频接口和AV接口),它所能接收的信号叫Composite Video Signal,即混合视频信号(也称复合信号),什么意思呢?因为这个Composite(混合)信号包括了亮度(Luminance,用字母Y表示)和色度/彩度(Chrominace)两方面的信号,视频电路要做的工作就是Y/C进行分离处理,目前的梳状滤波器是在保证图像细节的情况下解决视频信号亮色互窜的唯一方法,其内部有许多按一定频率间隔相同排列的通带和阻带,只让某些特定频率范围的信号通过,因为其特性曲线象梳子一样,故人们称之为梳状滤波器(Comb Filtering)。 梳状滤波器一般由延时、加法器、减法器、带通滤波器组成。对于静止图像,梳状滤波在帧间进行,即三维梳状滤波。对活动图像,梳状滤波在帧内进行,即二维梳状滤波。高档数字电视机采用行延迟的梳状滤波器与带通滤波器级联,构成Y/C分离方案就可获得满意的图像质量。使用梳状滤波器能使图像质量明显提高。解决了色串亮及亮串色造成的干扰光点、干扰花纹;消除了色度正交分量U、V色差信号混迭造成的彩色边缘蠕动;消除了亮、色镶边,消除了高频信号的色彩错误和灰度值表示错误。有一段时期国内很多工厂(为了节省成本)使用模拟的方式实现梳状滤波器,实际上效果很不好,原因有两个,一是延迟器件的带宽很难保证,二是解决行相关性差问题的自适应电路很复杂。而在数字电路里,只要有足够的存储器,就可以保证足够的延迟时间与信号带宽,且复杂的自适应电路很容易集成在芯片中硬件固化。 梳状滤波器原理及发展历史: 梳状滤波器采用频谱间置技术,理论上可以保证亮度和色度的无失真分离。如果我们好好回顾一下梳状滤波器的发展历程,将对其有个清醒的认识。 第一阶段:采用频率分离法将Y/C信号分开。这种方法是利用色度信号以副载波方式传输这一特点(PAL制副载波为4.43MHz,NTSC制副载波为3.58MHz),用选频电路将Y/C 信号分开。 内部由LC带通滤波器和陷波器组成,将视频信号通过一个中心频率(fsc)为色度信号窄带(比如PAL制式4.43MHz频率副载波)带通滤波器,取出色度信号。再将亮度信号经过一个中心频率为色度信号副载波4.43MHZ的色度陷波器,吸收色度信号,从而得到亮度信号。这种方法简单易行,采用元器件少且成本低,所以在早期彩电中应用得比较广泛。

滤波器的主要特性指标

电子知识 1、特征频率: ①通带截频fp=wp/(2p)为通带与过渡带边界点的频率,在该点信号增益下降到一个人为规定的下限。 ②阻带截频fr=wr/(2p)为阻带与过渡带边界点的频率,在该点信号衰耗(增益的倒数)下降到一人为规定的下限。 ③转折频率fc=wc/(2p)为信号功率衰减到1/2(约3dB)时的频率,在很多情况下,常以fc作为通带或阻带截频。 ④固有频率f0=w0/(2p)为电路没有损耗时,滤波器的谐振频率,复杂电路往往有多个固有频率。 2、增益与衰耗 滤波器在通带内的增益并非常数。 ①对低通滤波器通带增益Kp一般指w=0时的增益;高通指w→∞时的增益;带通则指中心频率处的增益。 ②对带阻滤波器,应给出阻带衰耗,衰耗定义为增益的倒数。 ③通带增益变化量△Kp指通带内各点增益的最大变化量,如果△Kp以dB为单位,则指增益dB值的变化量。 3、阻尼系数与品质因数 阻尼系数是表征滤波器对角频率为w0信号的阻尼作用,是滤波器中表示能量衰耗的一项指标。 阻尼系数的倒数称为品质因数,是*价带通与带阻滤波器频率选择特性的一个重要指标,Q= w0/△w。式中的△w为带通或带阻滤波器的3dB带宽,w0为中心频率,在很多情况下中心频率与固有频率相等。 4、灵敏度 滤波电路由许多元件构成,每个元件参数值的变化都会影

响滤波器的性能。滤波器某一性能指标y对某一元件参数x变化的灵敏度记作Sxy,定义为:Sxy=(dy/y)/(dx/x)。 该灵敏度与测量仪器或电路系统灵敏度不是一个概念,该灵敏度越小,标志着电路容错能力越强,稳定性也越高。 5、群时延函数 当滤波器幅频特性满足设计要求时,为保证输出信号失真度不超过允许范围,对其相频特性∮(w)也应提出一定要求。在滤波器设计中,常用群时延函数d∮(w)/dw*价信号经滤波后相位失真程度。群时延函数d∮(w)/dw越接近常数,信号相位失真越小。 IBIS模型是一种基于V/I曲线对I/O BUFFER快速准确建模方法,是反映芯片驱动和接收电气特性一种国际标准,它提供一种标准文件格式来记录如驱动源输出阻抗、上升/下降时间及输入负载等参数,非常适合做振荡和串扰等高频效应计算与仿真。 IBIS本身只是一种文件格式,它说明在一标准IBIS文件中如何记录一个芯片驱动器和接收器不同参数,但并不说明这些被记录参数如何使用,这些参数需要由使用IBIS模型仿真工具来读取。欲使用IBIS进行实际仿真,需要先完成四件工作:获取有关芯片驱动器和接收器原始信息源;获取一种将原始数据转换为IBIS格式方法;提供用于仿真可被计算机识别布局布线信息;提供一种能够读取IBIS和布局布线格式并能够进行分析计算软件工具。 IBIS模型优点可以概括为:在I/O非线性方面能够提供准确模型,同时考虑了封装寄生参数与ESD结构;提供比结构化方法更快仿真速度;可用于系统板级或多板信号完整性分析仿真。可用IBIS模型分析信号完整性问题包括:串扰、反射、振

自适应滤波器原理-带图带总结word版

第二章自适应滤波器原理 2.1 基本原理 2.1.1 自适应滤波器的发展 在解决线性滤波问题的统计方法中,通常假设已知有用信号及其附加噪声的某些统计参数(例如,均值和自相关函数),而且需要设计含噪数据作为其输入的线性滤波器,使得根据某种统计准则噪声对滤波器的影响最小。实现该滤波器优化问题的一个有用方法是使误差信号(定义为期望响应与滤波器实际输出之差)的均方值最小化。对于平稳输入,通常采用所谓维纳滤波器(Wiener filter)的解决方案。该滤波器在均方误差意义上使最优的。误差信号均方值相对于滤波器可调参数的曲线通常称为误差性能曲面。该曲面的极小点即为维纳解。 维纳滤波器不适合于应对信号和/或噪声非平稳问题。在这种情况下,必须假设最优滤波器为时变形式。对于这个更加困难的问题,十分成功的一个解决方案使采用卡尔曼滤波器(Kalman filter)。该滤波器在各种工程应用中式一个强有力的系统。 维纳滤波器的设计要求所要处理的数据统计方面的先验知识。只有当输入数据的统计特性与滤波器设计所依赖的某一先验知识匹配时,该滤波器才是最优的。当这个信息完全未知时,就不可能设计维纳滤波器,或者该设计不再是最优的。而且维纳滤波器的参数是固定的。 在这种情况下,可采用的一个直接方法是“估计和插入过程”。该过程包含两个步骤,首先是“估计”有关信号的统计参数,然后将所得到的结果“插入(plug into)”非递归公式以计算滤波器参数。对于实时运算,该过程的缺点是要求特别精心制作,而且要求价格昂贵的硬件。为了消除这个限制,可采用自适应滤波器(adaptive filter)。采用这样一种系统,意味着滤波器是自设计的,即自适应滤波器依靠递归算法进行其计算,这样使它有可能在无法获得有关信号特征完整知识的环境下,玩完满地完成滤波运算。该算法将从某些预先确定的初始条件集出发,这些初始条件代表了人们所知道的上述环境的任何一种情况。我们还发现,在平稳环境下,该运算经一些成功迭代后收敛于某种统计意义上的最优维纳解。在非平稳环境下,该算法提供了一种跟踪能力,即跟踪输入数据统计特性随时间的变化,只要这种变化时足够缓慢的。 40年代,N.维纳用最小均方原则设计最佳线性滤波器,用来处理平稳随机

匹配滤波器原理

数字通信课程设计 匹配滤波器

摘要 在通信系统中,滤波器是重要的部件之一,滤波器特征的选择直接影响数字信号的恢复。在数字信号接收中,滤波器的作用有两个方面,使滤波器输出有用信号成分尽可能强;抑制信号带外噪声,使滤波器输出噪声成分尽可能小,减少噪声对信号判决的影响。对最佳线性滤波器的设计有一种准则是使滤波器输出信噪比在特定时刻到达最大,由此导出的最佳线性滤波器称为匹配滤波器。在数字通信中,匹配滤波器具有广泛的应用。因此匹配滤波器是指滤波器的性能与信号的特征取得某种一致,使滤波器输出端的信号瞬时功率与噪声平均功率的比值最大。本文设计并仿真了一种数字基带通信系统接收端的匹配滤波器。 一、课程设计的目的 通过本次对匹配滤波器的设计,让我们对匹配滤波器的原理有更深一步的理 解,掌握具体的匹配滤波器的设计方法与算法。 二、课程设计的原理 设接收滤波器的传输函数为)(f H ,冲击响应为)(t h ,滤波器输入码元)(t s 的持续时间为s T ,信号和噪声之和)(t r 为 )()()(t n t s t r += s T t ≤≤0 式中,)(t s 为信元,)(t n 为白噪声。 并设信元)(t s 的频谱密度函数为)(f S ,噪声)(t n 的双边功率谱密度为 2/0n P n =,0n 为噪声单边功率谱密度。 假定滤波器是线性的,根据叠加定理,当滤波器输入信号和噪声两部分时,滤波器的输出也包含相应的输出信号和输出噪声两部分,即 )()()(00t n t s t y += 由于:)()()()()()(2 * f P f H f P f H f H f P R R Y == )(f P R 为输出功率谱密度,)(f P R 为输入功率谱密度,2/)(0n f P R = 这时的输出噪声功率0N 等于 ? ?∞ ∞ -∞ ∞ -=?=df f H n df n f H N 2 02 0)(22)( 在抽样时刻0t 上,输出信号瞬时功率与噪声平均功率之比为

累积梳状(CIC)滤波器分析与设计

累积梳状(CIC )滤波器分析与设计 1、累积梳状(CIC )滤波器的分析 所谓累积梳状滤波器,是指该滤波器的冲激响应具有如下形式: ?? ?-≤≤=其它 ,01 0,1)(N n n h (1) 式中N 为梳状滤波器的系数长度(后面将会看到这里的N 也就是抽取因子)。根据Z 变换的定义,滤波器的Z 变换为: ∑-=-?=1 )()(N n n z n h z H 1 11----=z z N ) 1(111 N z z ---?-= )()(21z H z H ?= (2) 式中, 1 111)(--= z z H (3) N z z H --=1)(2 (4) 其实现框图如图1所示: 可见,CIC 滤波器是由两部分组成:累积器)(1z H 和梳状滤波器)(2z H 的级联,这就是为什么称之为累积梳状滤波器的原因。下面分析一下梳状滤波器的幅频特性。 把ωj e z =代入可得)(2z H 的频率响应为: N j j e e H ωω--=1)(2 ]2 [ 22 /2 /2 /N j N j N j e e e ωωω-??--?= )2/s i n (22/N e N j ωω?=?- (5) )(2z H )(1z H 图1、累积梳状滤波器的实现框图

其幅频特性为: )2/s i n (2)(2N e H j ωω?= (6) 若设N =7,就可以得到如图2所示的相应的频谱特性曲线: 由图2可以清楚地看到: ) (2ω j e H 的形状犹如一把梳子,故把其形象地称之为梳 状滤波器。同样可以求得累积器) (1 z H 的频率响应为: ω j e z H --= 11)(1 1 2 /2 /2 /]2 [ 2---=ωωωj j j e e e 1 2 /) 2 (s i n 2 -?= ω ωj e (7) 故CIC 滤波器的总频率响应为: )()()(21ωωωj j j e H e H e H ?= )2/s i n (/)2/s i n (ωω N = ) 2 ( )2 ( 1 ω ω-??=Sa N Sa N (8) 式中,x x x Sa /)sin()(=为抽样函数,且1)0(=Sa ,所以CIC 滤波器在0=ω处的幅度值为N ,即: N e H j =)(0 (9) CIC 滤波器的幅频特性如图3所示: 图2、N=7的梳状滤波器幅频特性曲线 图3、CIC 滤波器的幅频特性曲线

滤波器的基本原理

滤波器的基本原理 1.滤波器是由电感和电容组成的低通滤波电路所构成,它允许有用信号的电流通过,对频率较高的干扰信号则有较大的衰减。由于干扰信号有差模和共模两种,因此滤波器要对这两种干扰 都具有衰减作用。其基本原理有三种: A)利用电容通高频隔低频的特性,将火线、零线高频干扰电流导入地线(共模),或将火线高频干扰电流导入零线(差模); B)利用电感线圈的阻抗特性,将高频干扰电流反射回干扰源; C)利用干扰抑制铁氧体可将一定频段的干扰信号吸收转化为热量的特性,针对某干扰信号的频段选择合适的干扰抑制铁氧体磁环、磁珠直接套在需要滤波的电缆上即可 2电源滤波器高频插入损耗的重要性 尽管各种电磁兼容标准中关于传导发射的限制仅到30MHz (旧军标到50MHz,新军标到 10MHz ),但是对传导发射的抑制绝不能忽略高频的影响。因为,电源线上高频传导电流会导致辐射,使设备的辐射发射超标。另外,瞬态脉冲敏感度试验中的试验波形往往包含了很高的频率 成份,如果不滤除这些高频干扰,也会导致设备的敏感度试验失败。 电源线滤波器的高频特性差的主要原因有两个,一个是内部寄生参数造成的空间耦合,另一个是滤波器件的不理想性。因此,改善高频特性的方法也是从这两个方面着手。 内部结构:滤波器的连线要按照电路结构向一个方向布置,在空间允许的条件下,电感与电 容之间保持一定的距离,必要时,可设置一些隔离板,减小空间耦合。 电感:按照前面所介绍的方法控制电感的寄生电容。必要时,使用多个电感串联的方式。 差模滤波电容:电容的引线要尽量短。要理解这个要求的含义:电容与需要滤波的导线(火线和零线)之间的连线尽量短。如果滤波器安装在线路板上,线路板上的走线也会等效成电容的 引线。这时,要注意保证时机的电容引线最短。 共模电容:电容的引线要尽量短。对这个要求的理解和注意事项同差模电容相同。但是,滤波器的共模高频滤波特性主要靠共模电容保证,并且共模干扰的频率一般较高,因此共模滤波电 容的高频特性更加重要。使用三端电容可以明显改善高频滤波效果。但是要注意三端电容的正确 使用方法。即,要使接地线尽量短,而其它两根线的长短对效果几乎没有影响。必要时可以使用 穿心电容,这时,滤波器本身的性能可以维持到1GHz以上。 特别提示:当设备的辐射发射在某个频率上不满足标准的要求时,不要忘记检查电源线在这 个频率上的共模传导发射,辐射发射很可能是由这个共模发射电流引起的。 3滤波器的选择

北邮《数字信号处理》Matlab实验——梳状滤波器的应用

实验题目3:梳状滤波器的应用 实验目的: 录制一段自己的话音,时间长度及取样频率自定;对该段声音加入一次反射、三次反射和无穷多次反射。 试验内容: 1、对试验原理的说明 回声可以认为是由原始声音衰减后的多个延迟叠加组成的,因此回声可以用延迟单元来生成。x(n)表示原始声音信号,a为衰减系数,T为延迟周期,回声信号Y(n)=X(n)+a*x(n‐T)+a^2*x(n‐2T)+……+a^k*x(n‐kT)。Z变换后的系统函数H(z)可由梳状滤波器实现。本实验用MATLAB中的filter(b,a,x)函数可用来仿真差分方程 a(1)*y(n)=b(1)*x(n)+b(2)*x(n‐1)+...+b(nb+1)*x(n‐nb)‐a(2)*y(n‐1)‐...‐a(na+1)*y(n‐na)。 2、在同一张图上,绘制原声音序列x(n)、加入一次反射后的声音序列x1(n)、加入三次反射后的声音序列x3(n)和加入无穷多次反射后的声音序列x I(n)。 [x, fs] = wavread('a.wav'); % sound(x, fs); a = 0.6; T = 0.2; y1 = filter([1, zeros(1,T*fs-1), a], 1, x); % sound(y1, fs); wavwrite(y1, fs, 'echo1.wav'); y2 = filter([1, zeros(1,T*fs-1), a, zeros(1,T*fs-1), a^2, zeros(1,T*fs-1), a^3], 1, x); % sound(y2, fs); wavwrite(y2, fs, 'echo2.wav'); y3 = filter(1, [1, zeros(1,T*fs-1), a], x); % sound(y3, fs); wavwrite(y3, fs, 'echo3.wav'); plot(y3, 'm'); hold on; plot(y2, 'r'); hold on; plot(y1, 'g'); hold on; plot(x, 'b');

滤波器基本原理

R,C,L串联可以搭建二阶带通滤波器等等。 个小电容并联。也可以采用RC滤波的方式来实现电源的稳定,最好不要在电路板电源的根部采用RC滤波,而是在需要电源 形成很大的压降,导致输出电压变小,而在芯片根处采用RC滤波,一般芯片的工作电流在几十mA,这时R的选择余地会比较大,而且滤波效果较好。LC滤波我不经常使用,不是很了解,不知道大家的理解如何。 最近使用了美信的可编程滤波器和引脚可配置滤波器,它们采用都是开关电容滤波器。 右边时,电容器C1向电压源u2放电。当开关以高于信号的频率fc工作时,使C1在u1和u2的两个电压节点之间交替换接,那么C1在u1、u2之间传递的电荷可形成平均电流I=fC1(u1-u2),相当于图1a的u1和u2之间接入了一个等效电阻,其值为1/fC1。 推导是这样的:在信号源向电容充电时Q=C1*U,然后这个电流供给运放使用,因此平均电流为I=C1*U/T,如果T足够短,可以近似认为这个过程是连续的,因而可以在两节点间定义一个等效电路Req=U/I=T/C1=1/f*C1。这个电路的等效时间常数就是τ=RC2=C2/f*C1. 我开始使用的是MAX274,这款开关电容滤波器是通过改变引脚的电阻值来改变中心频率f0,增益G,带宽Q。它不需要外接时钟信号来提供开关频率用,估计是采用了内部RC振荡电路。设计MAX274是美信官网上有个辅助软件,把所需的参数输进去,会自动计算出各个电阻的阻值,实践发现即使自己搭电路的阻值取得跟软件计算出的阻值有一点差别,中心频率等差别也不会很大。 后来觉得274改变参数太麻烦,采用了另外一款开关电容滤波器MAX262,这是个引脚可编程滤波器,使用起来非常方便,需要外接时钟信号提供f。这样的好处是开关频率非常稳,使得中心频率也能够做到跟设定值1%的误差。使用MAX262也有个辅助软件,但我觉得这个软件计算的MAX262的参数值是错的,还是以数据手册为准!使用MAX262也很方便,就是往寄存器里写入几个值(应该是ROM型,掉电不丢失),通过给定的时钟频率,然后除以想要的中心频率,得出的N值写出寄存器就可以了,N通过查表可以得到,这样可以设定F0.同时可以设定Q,Q对应的也有N值,写到对应的寄存器里。Q值一方面是带宽,

相关主题
相关文档 最新文档