多相滤波器的设计讲解

180第7章 两通道滤波器组7.1 两通道滤波器组中各信号的关系第6.1节已提及，滤波器组分为分析滤波器组和综合滤波器组。

分析滤波器组将)(n x 分成M 个子带信号。

若M ＝2，则分析滤波器组由一个低通滤波器和一个高通滤波器所组成，它们把)(n x 分成了一个低通信号和一个高通信号。

我们可依据这两个子带信号所具有的能量的不同，也即“重要性”的不同而分别给以不同的对待及处理。

例如，分别赋以不同的字长来实现信号的编码及压缩，或是别的处理。

处理后的信号经传输后再由综合滤波器组重建出原信号。

由于分析滤波器组将原信号的带宽压缩为1/M ，因此，对每一个子带信号均可作M 倍的抽取，从而将抽样率减低M 倍。

这样可减小编码和处理的计算量，同时，在硬件实现时也可以降低对系统性能的要求，从而降低成本。

在综合滤波器组前面，再作M 倍的插值，以得到和原信号相同的抽样率。

一个两通道滤波器组如图7.1.1所示。

图7.1.1两通道滤波器组如果)()(ˆn x n x=，或)()(ˆ0n n cx n x -=，式中c 和0n 为常数，我们称)(ˆn x 是对)(n x 的“准确重建(Perfect Reconstruction ，PR)”。

本节首先讨论图7.1.1中各信号间的关系，然后讨论实现准确重建的途径。

也即，如何确定)(0z H ,)(1z H ,)(0z G 和)(1Z G 才能去除混叠失真，幅度失真及相位失真。

由图7.1.1及第五章关于抽取与插值的输入、输出关系，对图中的分析滤波器组，有：)()()(00z H z X z X =，)()()(11z H z X z X =)181)]()([21)(2102100z X z X z V -+=)]()()()([212102121021z H z X z H z X --+= ( 7.1.1a )_)]()([21)(2112111z X z X z V -+=)]()()()([212112121121z H z X z H z X --+= （7.1.1b ）即： ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--=⎥⎦⎤⎢⎣⎡)()()()()()(21)()(212121121121021010z X z X z H z H z H z H z V z V （7.1.2）对综合滤波器组，有：)()()()()(ˆ1100z G z U z G z U z X += 而 )()(200z V z U =，)()(211z V z U =所以 []⎥⎦⎤⎢⎣⎡=)()()()()(ˆ212010z V z V z G z G z X （7.1.3） 将（7.1.2）式代入(7.1.3)式，有：[]⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=)()()()()()()()(21)(ˆ110010z X z X z H z H z H z H z G z G z X（7.1.4）该式给出了)(ˆz X 和)(z X 及分析滤波器组)(z H i ，综合滤波器组)(z G i 之间的关系（i＝0，1）。

第一章 基于多相滤波的数字信道化接收理论及仿真1.1电子侦察背景下软件无线电接收机分析 ****************段名兴*********************文凤2.1.1 软件无线电中的数字接收机软件无线电中的数字接收机主要由三大部分组成，第一部分是对从天线接收下来的射频信号进行处理，第二部分是高速的模数转换（A/D ），最后是数字部分的信号处理单元（DSP ），如下图2-1。

图2-1 软件无线电数字接收机三大主要部分基于软件无线电的思想，应尽量简化射频端的处理，让A/D 转换尽可能地靠近天线去完成模拟信号的数字化，用尽可能多得软件去对数字信号进行处理，实现各种功能和指标。

故模数转换器（ADC ）起着十分关键的作用，它在数字接收机中的工作位置不仅决定了射频前端的组成结构，也影响着后面数字信号处理的方式和指标要求，而目前比较成熟和可实行的方案是对中频信号进行A/D 变换，即射频前端把信号混频到中频，再A/D 变换后进行DSP 处理，DSP 处理单元中先对数字信号进行数字下变频（DDC ），再对下变频后的基带信号进行处理。

这种数字中频接收机常见的有单通道数字接收机和并行多通道数字接收机。

所谓单通道软件无线电接收机是指接收机在同一时刻只能对所选择的一个中心频点上的信号进行解调分析。

其结构框图如下：H(w)为抽FIR 滤波器级联实现。

I(m)和Q(m)分别称为信号的同相分量和正交分量，对信号进行接收解调的目的实际上就是提取这两个分量，由这两个量提取出原始信号的瞬时频率、瞬时相位和瞬时幅度。

从图可知，A/D 转换后的数字信号，在进行数字下变频时，数字混频中0cos()w n 和0sin()w n 这两个信号可看作本振信号，其决定了中心频率为0w 的待处理信号下变频到基带进行处理。

这说明了单通道软件无线电数字接收机的一个重要缺点：不能同时接收多个频点的信号，而这在电子侦察系统中是十分不利的，截获概率低。

matlab 多相滤波在MATLAB中，多相滤波通常可以通过使用phaseret函数实现。

phaseret函数用于对信号进行相位旋转和相位还原，是一种多相滤波的技术。

以下是一个简单的示例，演示如何使用phaseret函数进行多相滤波：% 创建一个示例信号Fs = 1000; % 采样频率t = 0:1/Fs:1; % 时间向量f = 5; % 信号频率signal = sin(2*pi*f*t);% 创建相移滤波器phaseShift = 90; % 相位偏移角度phaseretFilter = phased.PhaseShift('Phase', phaseShift);% 应用相移滤波器filteredSignal = phaseretFilter(signal');% 绘制原始信号和滤波后的信号figure;subplot(2,1,1);plot(t, signal);title('Original Signal');xlabel('Time (s)');ylabel('Amplitude');subplot(2,1,2);plot(t, filteredSignal);title('Filtered Signal with Phase Shift');xlabel('Time (s)');ylabel('Amplitude');在这个例子中，我们创建了一个正弦信号，然后使用phaseret函数创建了一个相位偏移为90度的相移滤波器。

最后，我们将原始信号通过这个滤波器进行相位变换，得到滤波后的信号。

在实际应用中，你可能需要根据具体的需求调整滤波器的参数，比如相位偏移、滤波器类型等。

请注意，MATLAB中还有其他滤波函数和工具箱，具体选择取决于你的需求和信号特性。

你可以查阅MATLAB的文档以获取更多关于滤波的信息。

利用插值法提高采样率的滤波器设计作者：徐燕孙丽华来源：《现代电子技术》2008年第19期摘要：随着数字信号的迅速发展，在现代数字系统中对超过单一采样率的处理已经越来越普遍，这直接导致了多采样率处理作为数字信号处理(DSP)中一个新的分支领域的出现。

其中在进行D/A(数字/模拟)转换的场合，往往需要提高数字信号采样率来降低对模拟滤波器的要求。

论述利用插值的方法来提高采样速率，介绍了内插原理和给出了一种多相滤波器的设计方法，使性能和资源占有率得到较大的突破，最大限度地减少资源消耗。

关键词：内插；多速率采样；多相滤波器;数字信号处理中图分类号：TN713.7文献标识码：B文章编号：1004373X(2008)1906903Design of Heightening Sampling Rate for Filter by InterpolationXU Yan,SUN Lihua(School of Information & Engineering,Nanchang University,Nanchang,330031,China)Abstract：With the rapid development of digital signal,multirate process has become more and more common in the modern digital system,which lead directly to the multi-sampling rate processing as a new branch of the emergence in the field of DigitalSignal Processing (DSP).When implementing D/A (digital/analog) conversion ,the sampling rate of digital signal is often needed to be increased to reducing the requirement of analog filter.In order to improve sampling rate by using interpolation,the theory of interpolation are introduced,the poly-phase filter design is given.This means may reduce consumed resourceto a bare minimum based on improving the performance of filter and the usage of resource remarkably.Keywords：interpolation;multiple rate sampling;poly-phase filter;digital signal processing1 引言数字信号由于其在传输、存储和计算上的便捷性，正在得到越来越广泛的应用。

数字多相控制器相位数字多相控制器相位控制是一种广泛应用于电力系统中的控制技术，它通过精确地控制相位关系来实现系统的稳定运行。

本文将介绍数字多相控制器相位控制的基本原理、设计方法以及应用场景。

一、基本原理数字多相控制器是通过数字信号处理器（DSP）来实现相位控制的。

它通过采集系统的电压、电流等信号，经过数字滤波、放大和处理后，生成控制信号，再通过功率变换器将控制信号施加到系统中，实现对系统相位的精确控制。

数字多相控制器相位控制的关键在于精确地计算和控制各相位的相位差。

相位差的大小和方向直接影响着系统的运行状态，如功率分布、电压波动等。

因此，数字多相控制器需要具备一定的数学模型和算法，能够准确地计算和控制相位差。

二、设计方法数字多相控制器的设计主要包括硬件设计和软件设计两个方面。

硬件设计方面，需要选择合适的功率变换器、采样电路、滤波器等组件，以满足系统的功率、采样、滤波等需求。

同时，还需要考虑控制器的散热、电磁兼容等问题。

软件设计方面，需要设计合适的算法和程序，实现相位控制的功能。

通常，数字多相控制器会采用嵌入式系统编程语言，如C/C++或汇编语言，编写控制算法和程序。

三、应用场景数字多相控制器相位控制广泛应用于电力、电子、通信等领域，如电力系统的并网逆变器、分布式能源系统、电动汽车充电桩等。

通过数字多相控制器相位控制，可以实现系统的稳定运行、降低能耗、提高效率等目的。

总之，数字多相控制器相位控制是一种重要的控制技术，它通过精确地控制相位关系来实现系统的稳定运行。

在实际应用中，需要根据系统需求和环境条件选择合适的数字多相控制器，并进行调试和优化，以达到最佳的控制效果。

应用于宽带信号接收的多相滤波正交变换技术作者：廖万友来源：《现代电子技术》2014年第17期摘要：针对目前成熟的模拟正交变换处理的信号大多属于窄带信号，而数字处理方法中的希尔伯特正交变换受到带宽限制，不能很好地应用于中频宽带信号的接收。

提出应用多相滤波正交变换的方法实现中频频段宽带信号的接收前端处理。

该方法可很好地解决宽带接收信号的数字下变频正交变换的问题，并且适合在FPGA上实现，应用于工程实时处理。

关键词：多相滤波；数字正交变换；中频宽带信号；前端处理中图分类号： TN911.7⁃34 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2014）17⁃0055⁃03Abstract： Since the signals processed by present mature simulation orthogonal transformation technology mostly belong to the narrow band signal， and Hilbert orthogonal transformation in the digital processing method is limited by bandwidth and can't be used in reception of themedium⁃frequency broadband signal， the method of using the poly⁃phase filtering orthogonal transformation to realize the receiving front⁃end processing of the medium⁃frequency broadband signal is proposed in this paper. This method is good for solving the problem of digital frequency conversion’s orthogonal transformation of broadband received signals and is suitable for implementation on FPGA and real⁃time processing in engineering.Keywords： poly⁃phase filtering； digital orthogonal transformation； medium⁃frequency broadband signal； front⁃end processing0 引言通信和雷达系统中的信号正交变换（即将射频信号变换为基带同相和正交分量）在信号处理中具有重要的作用。