一種在線零相移iir數(shù)字濾波器的數(shù)字濾波處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種在線零相移IIR數(shù)字濾波器的數(shù)字 濾波處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 數(shù)字信號(hào)中每一個(gè)頻率分量的復(fù)振幅，即模和相位，在通過數(shù)字濾波器后，會(huì)受濾 波器的系統(tǒng)頻率響應(yīng)的增益和相移的影響而發(fā)生改變。系統(tǒng)的相移可W改變輸入信號(hào)中各 分量之間的相對(duì)相位關(guān)系，該樣即使系統(tǒng)的增益對(duì)所有頻率都為常值的情況下，也有可能 在輸入的時(shí)域特性上產(chǎn)生很大的變化，產(chǎn)生相位失真。尤其對(duì)于無限沖激響應(yīng)濾波器（IIR 濾波器)，其非線性相位特性將使通帶內(nèi)信號(hào)產(chǎn)生相位失真。在某些數(shù)字信號(hào)處理應(yīng)用，女口 精密測(cè)量和動(dòng)態(tài)測(cè)試信號(hào)分析等應(yīng)用中，我們希望輸入信號(hào)經(jīng)過濾波器后，信號(hào)的相位不 發(fā)生變化，即該濾波器的系統(tǒng)頻率響應(yīng)的相移為零，則該種濾波器稱之為零相移濾波器。
[0003] 零相移濾波器有離線和在線兩種實(shí)現(xiàn)方式。離線零相移濾波器通過正反向?yàn)V波能 精確的實(shí)現(xiàn)零相移，但僅適用于非因果系統(tǒng)，適用于離線處理。在線零相移濾波器無需采集 全部輸入信號(hào)進(jìn)行處理，在信號(hào)采集過程中，即可在線輸出近似的零相移信號(hào)，適用于在線 輸出的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于在線零相移濾波器的設(shè)計(jì)，一般都采用分塊反轉(zhuǎn)技術(shù)，但 在分塊信號(hào)序列首尾失真較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是；針對(duì)IIR濾波器非線性相位特點(diǎn)，提供一種在線 零相移IIR數(shù)字濾波器的數(shù)字濾波處理方法，實(shí)現(xiàn)在線輸出近似的零相移信號(hào)。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種在線零相移IIR數(shù)字濾波器的數(shù)字濾波處理方法，其 特征為所述方法包括：
[0006] 1. 1)對(duì)IIR數(shù)字濾波器H(z)沖激響應(yīng)h[n]進(jìn)行截?cái)嗵幚恚瞄L(zhǎng)度為L(zhǎng)的有限 沖激響應(yīng)巧《]對(duì)h[n]進(jìn)行近似；
[0007] 1. 2)自i時(shí)刻起，首先采集長(zhǎng)度為L(zhǎng)的輸入信號(hào)序列；
[0008] 1.3)利用有限沖激響應(yīng)拓[n]與輸入信號(hào)序列進(jìn)行反向?yàn)V波卷積處理得到w[i];
[0009] 1.4)將W山送入IIR數(shù)字濾波器H(z)進(jìn)行正向?yàn)V波遞歸處理，輸出近似的零相 移信號(hào)y[i];
[0010] 其中，所述有限沖激響應(yīng)巧《]的截?cái)嚅L(zhǎng)度L，在給定某一輸入測(cè)試信號(hào)t比]，需滿 足
[0011] (1)
[0012] 所述（1)式中，u[n]為輸入為t比]，沖激響應(yīng)為h[n]的輸出，v[n]為輸入為t比]， 沖激響應(yīng)為的輸出，闊值e根據(jù)近似精度確定；所述自i時(shí)刻起，采集長(zhǎng)度為L(zhǎng)的輸 入信號(hào)序列為lx[i]，x[i+l]，…，x[i+kl]};所述反向?yàn)V波卷積處理為利用輸入信號(hào)序列 (X[i]，X[i+1]，…，X[i+L-1]}和有限沖激響應(yīng)/7[叫，進(jìn)行如下（2)式計(jì)算 「001 引
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種在線零相移IIR數(shù)字濾波器的數(shù)字濾波處理方法，其特征為所述方法包括： I. 1)對(duì)IIR數(shù)字濾波器H(Z)沖激響應(yīng)h[n]進(jìn)行截?cái)嗵幚恚瞄L(zhǎng)度為L(zhǎng)的有限沖激 響應(yīng)/?[/7丨對(duì)h[n]進(jìn)行近似； 1. 2)自i時(shí)刻起，首先采集長(zhǎng)度為L(zhǎng)的輸入信號(hào)序列； 1. 3)利用有限沖激響應(yīng)/^n]與輸入信號(hào)序列進(jìn)行反向?yàn)V波卷積處理得到w[i]; 1.4)將w[i]送入IIR數(shù)字濾波器H(Z)進(jìn)行正向?yàn)V波遞歸處理，輸出近似的零相移信 號(hào)y[i]; 其中，所述有限沖激響應(yīng)瓦[?]的截?cái)嚅L(zhǎng)度L，在給定某一輸入測(cè)試信號(hào)t[k]，需滿足
所述（1)式中，u[n]為輸入為t[k]，沖激響應(yīng)為h[n]的輸出，v[n]為輸入為t[k]， 沖激響應(yīng)為的輸出，閾值e根據(jù)近似精度確定；所述自i時(shí)刻起，采集長(zhǎng)度為L(zhǎng)的輸 入信號(hào)序列為{x[i]，x[i+l]，…，x[i+L-l]};所述反向?yàn)V波卷積處理為利用輸入信號(hào)序列 lx[i]，x[i+l]，…，x[i+L-l]}和有限沖激響應(yīng)^/7],進(jìn)行如下（2)式計(jì)算
所述正向?yàn)V波遞歸處理為將信號(hào)w[i]作為數(shù)字濾波器H(Z)的輸入，計(jì)算近似的零相 移信號(hào)y[i]。
【專利摘要】本發(fā)明屬于數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種在線零相移IIR數(shù)字濾波器的數(shù)字濾波處理方法。本發(fā)明包括：1.1）對(duì)IIR數(shù)字濾波器H(z)沖激響應(yīng)h[n]進(jìn)行截?cái)嗵幚?，利用長(zhǎng)度為L(zhǎng)的有限沖激響應(yīng)對(duì)h[n]進(jìn)行近似；1.2）自i時(shí)刻起，首先采集長(zhǎng)度為L(zhǎng)的輸入信號(hào)序列；1.3）利用有限沖激響應(yīng)與輸入信號(hào)序列進(jìn)行反向?yàn)V波卷積處理得到w[i]；1.4）將w[i]送入IIR數(shù)字濾波器H(z)進(jìn)行正向?yàn)V波遞歸處理，輸出近似零相移信號(hào)y[i]。本發(fā)明失真度小，應(yīng)用于工程實(shí)踐，可獲得良好的效果。
【IPC分類】H03H17-02
【公開號(hào)】CN104716928
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310675576
【發(fā)明人】王袆敏, 雷寶權(quán), 李國(guó)玉, 劉小溪, 許大川, 祝運(yùn)剛
【申請(qǐng)人】中國(guó)航空工業(yè)第六一八研究所
【公開日】2015年6月17日
【申請(qǐng)日】2013年12月11日