Предлагается метод реализации рекурсивного цифрового фильтра с периодически изменяющимися коэффициентами с использованием конвейерной архитектуры. Такие фильтры широко используются при обработке речи и сигналов изображения с применением интерполяции, децимации и трансмультиплексирования. Выведено уравнение передаточной функции фильтра в пространстве состояний и показано, что величины коэффициентов мало зависят от характеристик периодичности. Дан пример расчета фильтра. Библ. 17.

Предлагается метод расчета цифровых фильтров с конечной импульсной характеристикой (FIR) при равноволнистой аппроксимации, основанный на округлении коэф. передаточной функции до целочисленных значений. Анализ показал, что ошибки округления не оказывают заметного влияния на точность формирования частотной характеристики, в частности, на крутизну ее скатов. Расчет параметров фильтра включал в себя обменную процедуру Ремеза и выполнялся с помощью алгоритма Паркса-Маклеллана и программы для ЭВМ MATLAB. Библ. 5.

Приводится методика синтеза линейных рекурсивных фильтров с конечной импульсной характеристикой (ИХ) в виде весовых функций (окон). Фильтры, синтезированные по предлагаемой методике, обладают почти всеми достоинствами нерекурсивных фильтров с конечной ИХ, выгодно отличаясь от последних вычислительными затратами, которые не зависят от длины ИХ. Предлагаемая методика заключается в комбинировании каскадного и параллельного соединений базовых структур с единичной прямоугольной ИХ, позволяющая частично или полностью исключить операции умножения, значительно уменьшить число операций сложения и таким образом снизить вычислительные затраты. Приводятся соотв. алгоритмы синтеза окон. В табличной форме описываются синтезированные с помощью приведенной методики окна, которыми можно аппроксимировать известные окна.

Модулированные многочастотные ряды цифровых фильтров с полной реконструкцией сигналов, используемые для поддиапазонного кодирования, требуют при расчете характеристик значительных вычислительных затрат. Предлагается алгоритм расчета полифазных структур на основе аналогового прототипа, основанный на взвешенной минимаксной процедуре и требующий миним. числа ступеней интеграции. Для линейнофазовой структуры оптимизации коэффициентов при косинусной модуляции фильтров производится путем минимизации функции цены для аналитических и синтезирующих ступеней фильтрового ряда. Предлагаемый алгоритм дает возможность гибкого контроля неравномерности передаточной функции в полосе подавления. Библ. 10.

Рассматриваются возможности преобразования цифрового фильтра с конечной импульсной характеристикой высокого порядка при одном входе и одном выходе в цифровой фильтр с бесконечной импульсной характеристикой более низкого порядка с использованием весьма надежного и простого вычислительного алгоритма. Метод основан на нахождении правой и левой подобластей собственных значений, что соответствует большим значениям собственных параметров определителя Грама. Предложенный метод исключает вычисления балансных преобразований, создающих трудности при вычислениях. Представлена методика синтеза полосового цифрового фильтра с бесконечной импульсной характеристикой (IIR) и линейной фазовой характеристикой. Методика основана на вычислении ортонормальных базовых значений, которые объединяют правую и левую инвариантные подобласти, связанные с большими и малыми собственными значениями определителя Грама, который имеет тенденцию к симметрии при легком построении.

Описаны результаты разработки микросхемы на КМОП-структуре, содержащей цифровой фильтр и предназначенной для применения в усилителе аппарата для глухих и слабо слышащих. Схема содержала 16 биквадратных секций, образующих фильтр 32-го порядка, и элементы памяти программ и коэф. передаточной функции, устанавливаемых путем введения программы. Программирование коэф. давало возможность формирования частотной характеристики с подъемом на верхних или нижних частотах. Программирование и управление выполнялось с помощью 16-битового слова на основе арифметики с фиксированной запятой. Реализованный кристалл имел размеры 1,1*1,4 мм, работал при напряжении питания 1 В и потреблял энергию 330 пикоДжоулей на биквадратную секцию.

Предложена простая схема подавления коротких выбросов в длинном импульсе, в которой входной сигнал поступает в цифровой ФНЧ, возбуждающий триггер с гистерезисом. Упрощение схемы достигнуто за счет применения цифрового фильтра со стробированием по задержке (ODLF), значительно сокращающего аппаратные затраты. Схема может найти применение в цифровых часах, синхронизируемых радиосигналами. Синхронизирующие радиосигналы (импульсы длительностью 100 мс – логический ноль, длительностью 200 мс – логическая единица) могут искажаться помехой в виде коротких выбросов. Для упрощения схемы применен ODLF 1-го порядка, в который входит реверсивный счетчик с 655 разрядами. Такой фильтр способен подавлять выбросы длительностью 20 мс. Библ. 1.

Цифровые фильтра Найквиста находят применение в системах передачи и фильтровых рядах с узкополосными спектрами для снижения уровней межсимвольных искажений. В данной статье предлагается новый метод расчета таких структур, обеспечивающий нулевой сдвиг фаз между каналами и полное подавление межсимвольных искажений. Для фильтра с бесконечной импульсной характеристикой записано уравнение передаточной функции в частотной области, обеспечивающей линейность фазовой характеристики. Предлагаемая процедура расчета коэффициентов основана на вычислении собственной величины и использовании обменного алгоритма Ремеза. Показано, что исключение межсимвольных искажений достигается при минимальной волнистости характеристик в полосе пропускания. Библ. 6.

Предлагается численный метод получения оптим. коэф. для цифрового фазового фильтра с конечной импульсной характеристикой (FIR) с помощью основного аффинного скалярного варианта алгоритма Karmarkara. Предложенный подход минимаксного синтеза позволяет формулировать задачу как минимизацию амплитудных и фазовых ошибок или минимизацию амплитудных ошибок и ошибок определения группового запаздывания одновременно. Результаты компьютерной имитации показывают эффективность предложенного метода синтеза. Показана сложность нахождения аналитической формулировки рассматриваемой задачи, что определило решение только линеаризованного варианта схемы фильтра.

Обсуждается задача линейной оптим. неупреждающей фильтрации случайных процессов в непрерывно-дискретном случае в рамках теории Винера – Колмогорова и Калмана – Бьюси. Строится линейная оценка ненаблюдаемой компоненты случайной величины, удовлетворяющей стохастическому уравнению, по наблюдениям, происходящим в дискретные моменты времени. Получены представление оптим. неупреждающего фильтра, использующее процедуры факторизации и сепарации операторов, и рекуррентная форма представления оценки. Библ. 8.

Проведен анализ характеристик цифровых фильтров с конечно-импульсными характеристиками на основе весового комбинирования; рассмотрено влияние вида и относительной протяженности “окна”, ограничивающего импульсную характеристику ФНЧ, на форму частотной характеристики фильтра; на основе ступенчатой аппроксимации формы функции “окна” разработан алгоритм анализа основных характеристик и параметров цифровых фильтров; приведены конкретные примеры выполнения и результаты расчетов; осуществлено сопоставление расчетных данных, полученных с применением различных вариантов реализации разработанного алгоритма анализа.

Характер функции окна играет решающую роль при формировании цифровых фильтров для систем обработки речевых сигналов и определяется шириной главного максимума, неравномерностью его частотной характеристики и уровнем боковых лепестков вне полосы прозрачности. В данной работе рассмотрены параметры модифицированного окна Бартлетта-Хеннинга, обеспечивающего наибольшую точность формирования спектра. Записано обобщенное уравнение функции окна для нормализованной частоты и показано, что вариации его характеристик позволяют получить семейство функций, значительно отличающихся по своим параметрам. Дан расчет функций окна Бартлетта-Хеннинга, обеспечивающего потери в полосе прозрачности менее 1,08 дБ при уровне лепестков – 37 дБ. Библ. 13.

Предлагается новая структура двухканального квадратурного зеркального цифрового фильтра с полной реконструкцией сигнала, содержащего взаимнодополняющие НЧ- и ВЧ-секции и обладающего импульсной характеристикой конечной длительности. Записано уравнение линейно-фазовой передаточной функции такой структуры и показано, что она м. б. реализована путем использования двух линейно-фазовых функций, обеспечивающих максимально плоскую аппроксимацию частотной характеристики. Аналитический и численный варианты построения фильтра показали, что он может иметь каузальные или некаузальные свойства при наличии каскадов анализа и синтеза. Библ. 10.

Предлагается новая архитектура волнового цифрового фильтра с бесконечной импульсной характеристикой и соответствующий алгоритм, обеспечивающие получение чебышевской и баттервортовской характеристик при больших тактовых частотах с минимальной длиной слова, состоящего из знаковых цифр. Фильтр состоит из параллельно включенных линейнофазовых субфильтров 2-го порядка, каждый из которых содержит двухвходовой адаптер и элемент задержки. Экспериментальный образец СБИС, выполненный на основе КМОП-технологии обеспечивает эффективное формирование заданной передаточной функции при 4-битовом слове. Отмечается, что предложенная архитектура обеспечивает более высокую производительность, чем обычно применяемые систолические решетки. Библ. 23.

Блоковые алгоритмы адаптивной цифровой фильтрации, основанные на процедуре наименьших квадратов, обеспечивают высокую точность отслеживания сигнала, но обладают медленной сходимостью. Предлагается семейство блоковых алгоритмов, основанное на формулировании предварительных условий, выражаемых матрицей Теплица, и самоортогонализации ступеней адаптации. Представлена типовая структура фильтра для идентификации параметров неизвестной системы, включающая преобразование последовательных данных в параллельные, и выведено уравнение адаптации, включающее диагональную рекурсивную матрицу сглаживания. Приведены результаты моделирования трех вариантов алгоритма, показывающие, что предлагаемая процедура обеспечивает быструю сходимость при малых вычислительных затратах и обладает гарантированной стабильностью. Библ. 12.

Использование медианных цифровых фильтров в системах обработки сигналов изображений имеет целью подавление импульсных шумов при сохранении разности яркостей и подчеркивании краев предметов, но зачастую приводит к пропаданию мелких деталей и текстуры объектов. Предлагается модифицированная структура медианного фильтра, лишенная этого недостатка и обладающая робастностью к окрашенному шуму. Ее алгоритм основан на одновременном использовании релаксации параметров и маски, выделяющей 2 соседних элемента изображения, свободных от шумовых отклонения относительно уровня серого. Даны примеры фильтрации радиографических и эхографических изображений, получаемых при медицинской диагностике, с использованием маски предварительной селекции. Библ. 17.