基于Matlab的巴特沃斯滤波器设计

本文首先探讨了巴特沃斯滤波器的原理和响应曲线,然后利用Matlab工具箱中的FDATOOL工具设计了一个5阶的巴特沃斯低通滤波器,得出其差分方程的表达形式。     

基于MATLAB的IIR数字滤波器的设计与仿真分析

随着数字信号处理技术和计算机控制技术的发展,数字滤波器在信号处理中得到广泛的应用。本文在MATLAB环境下,编程设计了巴特沃斯低通滤波器,滤除了给定信号的3次及以上的谐波。文中对4阶、6阶、8阶巴特沃斯低通滤波器的效果进行了对比分析,对滤波前后的信号进行了FFT分析,仿真结果表明,本文的设计满足要求。     

基于Matlab的IIR数字低通滤波器的设计方法

详细的阐述了IIR数字滤波器设计的一般步骤,首先根据给定的目标数字滤波器的性能指标,将其转换为模拟滤波器的指标参数,再根据巴特沃思（Butterworth）低通模拟滤波器的设计原理设计出相应技术指标下的模拟低通滤波器,最后采用双线性变换将设计出的模拟低通滤波器转换为数字滤波器,即得到了期望的IIR数字滤波器。针对实例,在Matlab环境下分别设计出了4阶、11阶、25阶的IIR数字滤波器,通过仿真验证了滤波器的速度与滤波效果之间不是完全的统一。最后,分析了双线性变换频率畸变现象,造成相同频率下离散后的幅值变小。通过频率预曲折方法对双线性变换进行相应的补偿。以25阶滤波器为例,仿真结果显示,在指定频率处实现了幅值在转换前后大小不变的效果。     

基带成形滤波器设计与实现

数字通信系统中广泛采用平方根升余弦滚降数字滤波器作为基带成形滤波器。首先介绍基带成型滤波器基本原理,然后分析了平方根升余弦滤波器的主要参数对其性能的影响,最后从频域角度给出了平方根升余弦滤波器的一种设计方法和步骤,并给出了仿真结果。     

基于FPGA的IIR低通数字滤波器的设计

采用FPGA设计了一种输入8位、输出8位的级联型IIR低通数字滤波器。具体实现上,基于减小截断误差的考虑,依据设计指标首先利用Matlab进行参数的计算并进行量化,同时获得系统的幅频响应、单位冲击响应等系统基本信息。随后在分析IIR数字滤波器内部乘法器、加法器的输入输出基础上,调用QuartusII软件调试程序建立乘法器和加法器模块,依据自顶向下的设计思想搭建整体电路,并在建立顶层文件时调用已建立好的模块。测试仿真结果表明基于FPGA设计的IIR数字滤波器达到了设计要求。     

数字滤波器设计及DSP实现

数字滤波器是数字信号处理技术中的重要组成部分,论文完成了FIR数字滤波器在DSP中的实现。首先借助Matlab软件计算得到所需滤波器的系数,然后导入DSP中生成DSP的滤波系数文件,最后通过滤波器的汇编程序完成滤波器的DSP实现。     

基于分布式算法FIR滤波器的FPGA实现

在利用FPGA实现数字信号处理方面,分布式算法发挥着关键作用,与传统的乘积-积结构相比,具有并行处理的高效性特点.研究了基于FPGA利用分布式算法来并行实现FIR数字滤波器硬件电路的方法.首先介绍了FIR数字滤波器的基本概念和分布式算法的基本原理,然后讨论了具体的硬件实现电路,FIR数字滤波器用VHDL进行描述并综合到FPGA中,仿真结果表明,该结构完全可以达到实际应用的要求.介绍的分布式算法数字FIR滤波器FPGA并行实现的方法可使滤波器的设计简单化,利用加法器代替乘法器不仅节约了硬件资源,而且提高了数字信号处理的速度.     

采用加窗LS FIR滤波器实现波束形成的分数时延

为解决由时延量化误差引起的波束图畸变,采用FIR分数时延滤波器来实现波束形成中的非整数倍采样间隔的时延,并进行仿真研究.首先介绍波束形成中由时延量化误差引起的波束图畸变现象,然后给出采用加窗最小平方误差FIR滤波器设计来精确实现波束形成中的分数时延的方法.基于50元均匀线列阵的波束设计实例验证了该方法的有效性.该方法不仅保证了波束形成的精度而且简单易行,对实现时域数字多波束形成的快速并行处理有重要意义.     

管路流体多普勒信号抽取在船舶中的应用及FPGA实现

根据船舶燃用重油黏度大、流动不稳定的特点,文章从多普勒流体信号的频谱特性出发,应用抽取滤波器理论,设计了多级结构的抽取滤波器。其优点在于:通过适当改变每一级滤波器的fs/△f(采样率/过渡带宽),从而使滤波器总阶数和滤波后的信号采样速率都有极大的减小。Matlab的仿真验证和基于FPGA的实现,证明了抽取滤波器在多普勒流体信号解调应用中的可行性和优越性,能迅速检测流体运动的方向及其速度,准确加热燃油温度达到节能和设备安全运行的目的。     

基于FPGA的FIR数字滤波器算法实现

从分析FIR数字滤波器的原理和设计方法入手，主要针对基于FPGA实现数字滤波器乘法器的算法进行了比较研究，并通过一个8阶FIR低通滤波器的具体设计，简要分析比较了几种算法的优越性和缺点，从而充分发掘和利用FPGA的高速特性。     

基于FPGA的AD采样设计

随着现代通信技术的发展,AD信号的实时采样和有效处理在数字化信号接收机的设计中起到重要作用[1]。提出了一种基于FPGA的AD采样设计,给出了同步采样时钟设计方案及FPGA对AD7656的相关配置方法,并对采样数据进行了正弦载波调制和低通滤波处理,最终在Matlab中显示处理后的数据,结果显示该设计方案简单有效,通用性较强。     

一种新的INS/LOG组合导航算法

针对电磁计程仪引入的海流速度可能会导致INS/LOG组合导航系统的卡尔曼滤波器输出发散问题,设计一种新的INS/LOG组合方式。以计程仪速度2次采样的差分值(即速度增量)作为系统观测量以抑制慢变海流的影响,采用基于延迟状态卡尔曼滤波算法,推导这种组合方式的观测方程,实现INS误差的最优估计。为抑制计程仪速度差分对其高频噪声的放大效应,采用巴特沃斯低通滤波器对其输出进行平滑处理。通过对3种INS/LOG组合方式的仿真比较,验证该算法的有效性。     

1/f声的仿真产生和验证

本文介绍了1/f噪声的含义和原理,依照这些原理,通过白噪声加简化得到的有理1/f数字滤波器的方法,使用Matlab编程,仿真产生了真实1/f噪声.并根据常见的计算功率谱密度的算法,验证了仿真产生的1/f噪声的性能.     

基于无源性理论的船舶动力定位滤波器设计

为滤除船舶动力定位系统中的高频分量,减少推进器不必要的机械磨损和燃料消耗,基于无源性理论设计了非线性无源滤波器,并证明了其稳定性。建立了非线性船舶模型并在Matlab上对一实际船舶模型进行仿真,针对4种不同海况将所设计非线性无源滤波器和卡尔曼滤波器进行对比分析,结果显示在平静海况下,2种滤波器均能有效的滤除高频噪声,在高海况和极端海况下,卡尔曼滤波器滤波效果不明显,所设计无源滤波器仍有较好的滤波效果,仿真结果表明无源滤波器稳定性更好,鲁棒性更强。     

数字下变频技术研究

研究了软件无线电中数字下变频的实现方法，着重介绍抽取滤波器设计过程。     

基于最佳逼近理论的主动吸收造波算法研究

在海洋工程水池试验中,二次反射波会严重影响实验的可靠性和准确性,如何消除反射波成为一个重要课题。针对MARINTEK水池为仿真对象展开相关研究,运用目前较为成熟的主动吸收造波算法理论,解算摇板式造波机的传递函数,在此基础上应用最佳逼近理论,设计出相应的数字滤波器,来达到同等的主动吸收造波效果,并验证该方法的有效性,从而实现模拟滤波器向数字滤波器的转换。仿真结果显示,数字滤波器输出与标准(主动吸收造波算法理论)输出有着良好的拟合效果,表明所设计的数字滤波器能够到达预期的主动吸收造波效果。本研究的意义在于,初步实现了主动吸收造波算法从理论到实际应用的转换,为工程上的应用提供良好的依据,有助于提高波浪试验的准确性。     

利用无线多跳网络振动传感器实现过程监测

本文设计了一款基于无线传感技术的低功耗无线多跳网络振动传感器实现结构三轴振动的过程检测.采用高精度加速度传感器拾取振动信息,通过二阶巴特沃斯有源滤波器进行信号调理,最后通过基于Zigbee的无线传感器网络进行无线多跳网络的组建和数据的发送,进行多传感器数据融合.实验证明本设计具有良好的精度和可操作性,具有数据溯源和存储能力,能够进行连续过程检测.     

基于FPGA和Matlab的均衡滤波器设计与实现

本文采用FPGA和Matlab设计及实现64阶的均衡FIR滤波器,其主要特点是可实现任意响应的数字信号滤波,滤波系数修改方便,具有较强的灵活性和实用性。通过仿真和测试,验证了设计的正确性。     

一种可调带通腔体滤波器的设计

介绍了一种可调腔体带通滤波器的设计方法,从集总网络参数原理出发,结合直接耦合腔体滤波器的参数确定方法,以及根据耦合孔的相关理论,计算得到所设计滤波器的尺寸参数.最后给出了滤波器的实测结果,从中可以看出滤波器具有阻带范围宽,在可调范围内矩形特性和带宽基本不变的特点.     

船舶动力定位控制系统的非线性观测器设计

针对船舶动力定位系统高度耦合非线性的特点,设计了一种基于无迹卡尔曼滤波的改进算法。该算法利用统计线性化技术,将非线性映射直接作用于采样点,根据映射后的点集重建统计变量,并且对非线性函数的概率密度分布进行拟合。结合动力定位船舶系统,进行了无迹卡尔曼滤波器和卡尔曼滤波器的对比仿真实验,仿真结果表明论文设计的无迹卡尔曼滤波器有较高的计算精度和较强的适用性。