有限字长FIR数字滤波器优化结构研究

发布时间：2023-11-17 17:21

　　数字信号处理技术是现代信息科技发展的重要基础之一。数字滤波器是数字系统用于对信号进行滤波的核心组件,在有限精度器件上实时处理时,受有限字长量化影响,其实际滤波性能往往达不到预期设计要求。关于有限字长数字滤波器优化设计与实现一直是数字信号处理领域的重要课题。有限脉冲响应(Finite Impulse Response,FIR)滤波器因其严格的线性相位特性被广泛运用到移动通信、视频与图像处理等多个领域。目前针对滤波器有限字长优化结构的研究多数是基于无限脉冲响应(Infinite Impulse Response,IIR)滤波器。本文基于状态空间理论,从滤波器的结构设计入手探讨从结构上改善FIR滤波器对有限精度实现误差的灵敏度问题,以提升FIR滤波器抗有限字长效应能力。主要研究内容从以下两个方面展开:1.针对有限字长效应引起系数误差导致滤波器零极点位置偏移的问题,本文基于状态空间实现结构研究FIR滤波器零极点对系数误差的灵敏性。由于FIR滤波器状态空间模型中的系统矩阵具有亏损性,无法利用非亏损矩阵特征向量的独立性分析极点灵敏度。本文引入系统矩阵的一组线性无关广义特征向量系及其伴随向量系,基于...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
注释表
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 论文主要内容及章节安排
第2章 数字滤波器的有限字长效应及实现结构
    2.1 有限字长效应
        2.1.1 定点数量化表示
        2.1.2 A/D转换器中的量化效应
        2.1.3 系数量化效应
        2.1.4 运算量化效应
        2.1.5 溢出效应
    2.2 数字滤波器实现结构
        2.2.1 基础型(直接型、级联型)结构
        2.2.2 几种常用类型结构
        2.2.3 状态空间实现结构
    2.3 本章小结
第3章 FIR数字滤波器零极点灵敏度分析及优化实现结构
    3.1 引言
    3.2 FIR滤波器状态空间实现背景理论
    3.3 灵敏度分析及优化实现结构
        3.3.1 零点灵敏度及其最小化
        3.3.2 极点灵敏度及其优化
        3.3.3 零极点灵敏度加权优化
    3.4 仿真实例与结果分析
        3.4.1 系数扰动下的灵敏度分析
        3.4.2 系数量化下的灵敏度分析
    3.5 本章小结
第4章 基于Delta算子的FIR滤波器灵敏度优化结构
    4.1 引言
    4.2 Delta算子基本理论
    4.3 基于Delta算子的优化结构
        4.3.1 直接型转置优化结构
        4.3.2 基于JSS结构的正交数字滤波器优化结构
    4.4 灵敏度分析
    4.5 仿真实例与结果分析
    4.6 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 主要工作与创新点
    5.2 后续研究工作展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果



本文编号：3864555