專利名稱：數(shù)字濾波高速化的改進(jìn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及IIR濾波高速化的改進(jìn)的方法。
背景技術(shù)：
經(jīng)典數(shù)字濾波器按照單位取樣響應(yīng)h (η)的時(shí)域特性可分為無限沖激響應(yīng)(IIR，Infinite Impulse Response)系統(tǒng)和有限沖激響應(yīng)(FIR, Finite Impulse Response)系統(tǒng)。如果單位取樣響應(yīng)是時(shí)寬無限的h(n)，則稱之為IIR系統(tǒng)；而如果單位取樣響應(yīng)是時(shí)寬有限的h (η)，則稱之為FIR系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的:IIR濾波器系統(tǒng)函數(shù)的極點(diǎn)可以在單位圓內(nèi)的任何位置，在相同的設(shè)計(jì)指標(biāo)下，實(shí)現(xiàn)IIR濾波器的階次較FIR濾波器的階數(shù)低，效率高。由于IIR數(shù)字濾波器能夠保留一些模擬濾波器的優(yōu)良特性，因此應(yīng)用很廣。但是這些特性是以犧牲線性相位頻率特性為代價(jià)的(其相位卻是非線性的)。即用Butterworth、chelbchev和橢圓法設(shè)計(jì)的數(shù)字濾波器逼近理想的濾波器的幅度頻率特性，得到的濾波器往往是非線性的。在許多電子系統(tǒng)中，對(duì)幅度頻率特性和線性相位特性都有較高的要求，所以IIR濾波器在這些系統(tǒng)中往往難以勝任。所以如果可以改善IIR中非線性造成的相位問題以及穩(wěn)定性問題，必然可以使得數(shù)字濾波更加高效，速度更快。技術(shù)方案:在現(xiàn)有的IIR濾波基礎(chǔ)上，改善IIR濾波存在的不穩(wěn)定性、相位延遲性的問題，同時(shí)改進(jìn)嵌入式開發(fā)的濾波實(shí)現(xiàn)，以實(shí)現(xiàn)濾波的高速化。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，現(xiàn)有的數(shù)字濾波技術(shù)普遍存在速度慢和時(shí)間延遲的問題，而本技術(shù)通過自行設(shè)計(jì)的濾波器，同時(shí)改善了 IIR濾波器中存在的問題(可以在IOms中對(duì)8個(gè)測(cè)試通道進(jìn)行無延遲的快速數(shù)字濾波，而一般的數(shù)字濾波時(shí)間在50ms以上)，保證原始數(shù)據(jù)采集的精度，使得數(shù)據(jù)分析更精確。


圖1為嵌入式系統(tǒng)中濾波實(shí)現(xiàn)的流程。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于所述實(shí)施例。實(shí)施例:1.一般IIR濾波器的設(shè)計(jì)步驟為:(I)確定數(shù)字濾波器的技術(shù)指標(biāo):通帶截止頻率ωρ、通帶衰減α P、阻帶截止頻率ω S、阻帶衰減a s。 (2)將數(shù)字濾波器的技術(shù)指標(biāo)轉(zhuǎn)換成模擬濾波器的技術(shù)指標(biāo)。
(3)按照模擬濾波器的技術(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)模擬濾波器。(4)將模擬濾波器Ha (s)，從s平面轉(zhuǎn)換到ζ平面，得到數(shù)字濾波器系統(tǒng)函數(shù)H (ζ)。
權(quán)利要求
1.種IIR濾波高速化的改進(jìn)，通過提高IRR濾波的穩(wěn)定性、改善相位偏移、以及嵌入式濾波實(shí)現(xiàn)，達(dá)到濾波高速化的目標(biāo)。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的IIR濾波高速化的改進(jìn)的方法，其特征在于: 改善濾波的穩(wěn)定性=IIR濾波結(jié)構(gòu)是反饋回路，在高階時(shí)，會(huì)造成溢出和誤差增大，解決此問題的有效方法是把高階IIR數(shù)字濾波器簡化成幾個(gè)低階濾波器來設(shè)計(jì)，即采用級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)，減少每一級(jí)計(jì)算的溢出可能和誤差，最終提高IIR濾波的穩(wěn)定性； 改善濾波的相位偏移=IIR濾波器都是最小相位，其中所有的零點(diǎn)和極點(diǎn)都在單位圓內(nèi)，可以對(duì)所有的零點(diǎn)和極點(diǎn)求倒數(shù)，這樣得到最小相位系統(tǒng)對(duì)應(yīng)得逆系統(tǒng)，利用最小系統(tǒng)的逆系統(tǒng)濾波器，對(duì)IIR濾波之后的數(shù)據(jù)再次濾波，從而改善相位偏移； 嵌入式濾波實(shí)現(xiàn):靈活運(yùn)用內(nèi)存的讀寫，由于在內(nèi)存的讀寫的時(shí)候，系統(tǒng)使用的時(shí)間相對(duì)于加減運(yùn)算使用的時(shí)間多得多，在有遞歸的乘累加的時(shí)候，控制好循環(huán)，減少使用讀寫操作，特別是在有大量的計(jì)算的時(shí)候，控制內(nèi)存的讀寫，速度會(huì)有非常明顯的提高。
全文摘要
本發(fā)明公開一種改進(jìn)IIR濾波速度的方法。其特征在于在現(xiàn)有的IIR濾波基礎(chǔ)上，通過自行設(shè)計(jì)的濾波器，改善IIR濾波存在的不穩(wěn)定性、相位延遲性的問題，同時(shí)改進(jìn)嵌入式開發(fā)的濾波實(shí)現(xiàn)，以實(shí)現(xiàn)濾波的高速化。
文檔編號(hào)H03H17/02GK103095251SQ20111034106
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2011年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月2日
發(fā)明者邵永松 申請(qǐng)人:鎮(zhèn)江潤欣科技信息有限公司