An optimal design of non-causal recursive digital filters with zero phase shift using Chebyshev approximation and linear programming

• Autorzy: Mouffak Adnane

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2021.09.21

Warianty tytułu

PL

Optymalna procedura projektowania nieprzyczynowych rekurencyjnych filtrów cyfrowych z zerowym przesunięciem fazowym przy użyciu przybliżenia Czebyszewa i programowania liniowego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents an optimal design for the special class of Non-Causal Recursive (NR) digital filters with zero phase shift. The design is based on the Chebyshev approximation problem. It can be transformed to an equivalent linear program under linear constraints of the zero phase. The given design yields more interesting pole-zero patterns that are not necessarily restricted to the classical design of Kormylo and Jain. The proposed optimal design allows an accurate zero phase shift and better magnitude characteristics in passband and stopband.

PL

W artykule przedstawiono optymalną procedurę projektowania dla specjalnej klasy nieprzyczynowych filtrów rekurencyjnych (NR) z zerowym przesunięciem fazowym. Projekt opiera się na problemie aproksymacji Czebyszewa. Można go przekształcić do równoważnego programu liniowego przy ograniczeniach liniowych fazy zerowej. Projekt daje bardziej interesujące wzory bieguna zerowego, które niekoniecznie ograniczają się do klasycznego projektu Kormylo i Jaina. Zaproponowana optymalna procedura umożliwia dokładne zerowe przesunięcie fazowe i lepszą charakterystykę amplitudy w paśmie przepuszczania i zatrzymywania.

Słowa kluczowe

EN

non-causal recursive digital filter; linear programming; Chebyshev approximation; optimization; zero phase shift

PL

filtry cyfrowe; projektowanie; aproksymacja Czebyszewa

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2021
• Tom: R. 97, nr 9
• Strony: 100--105
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Mouffak Adnane

• LGPCS Laboratory, University Mustapha Stambouli of Mascara, P O Box: 305, road of Mamounia, Mascara 29000, Algeria

Bibliografia

• [1] Figoń P., Irzmański P., Jóśko A., ECG signal quality improvement techniques, Przegląd Elektrotechniczny, 04(2013), p. 257-259.
• [2] Kormylo J. and Jain V.K., Two pass recursive digital filter with zero phase shift. IEEE Trans. Acoust.Speech Signal Processing, Vol ASSP-22 (1974), p-384-387
• [3] Czarnach R., Recursive processing by noncausal digital filters. IEEE Trans.Acoust.Speech, Signal Processing, Vol ASSP-30 (1982), p.363-370
• [4] Mouffak A., Belbachir M. F., A new non-overlapping block processing technique for realizing linear phase two-pass recursive digital filters. Digital Signal Processing, vol. 23 (2013), no 1, p. 427-432
• [5] Mouffak A., Belbachir M. F., Noncausal forward/backward twopass IIR digital filters in real time. Turkish Journal of Electrical Engineering & Computer Sciences, vol. 20 (2012), no 5, p. 769- 786
• [6] Mouffak A., Belbachir M. F., Non-causal recursive digital filters in multi-band dysperiodicity analysis of synthetic simple vowels. In : Sciences of Electronics, Technologies of Information and Telecommunications (SETIT), 6th International Conference on. IEEE, 2012. p. 792-796
• [7] Arias-de-Reyna E., Acha J.I., A new method for designing efficient linear phase recursive filters. Digital Signal Processing, Vol 14 (2004), p.1-17
• [8] Powell S.R., Chau P.M., A technique for Realizing linear phase IIR filters. IEEE Trans.Signal Processing, Vol 39 (1991), p. 2425-2435
• [9] Kurosu A., Miyase S., Tomiyama S., Takebe T., A technique to truncate IIR filter impulse response and its application to realtime implementation of linear phase IIR filters. IEEE Trans.Signal Processing, Vol 51 (2003), No 5 p.1284-1292,
• [10] Djokic B., Popovie M., Lutovac M., A new improvement to the Powell and Chau linear phase IIR filters. IEEE Trans.Signal Processing, Vol 46 (1998), No 6, p. 1685-1688
• [11] Willson A.N., Orchard H.J., An improvement to the Powell and Chau linear phase IIR filters. IEEE Trans.Signal Processing, Vol 42 (1994), p. 2842-2848
• [12]Sozański K., A linear-phase IIR filter for audio signal interpolator, 2013 Signal Processing: Algorithms, Architectures, Arrangements, and Applications (SPA), 2013, pp. 65-69
• [13]Sozański K. Selected Methods of Signal Filtration and Separation and Their Implementation. In: Digital Signal Processing in Power Electronics Control Circuits. Power Systems. Springer, London. (2017) https://doi.org/10.1007/978- 1-4471-7332-8_3
• [14] Pasko M., Adrikowski T., Sztymelski K., Active Bessel, Butterworth, Chebyshev and elliptic filters in the practical realization, Przegląd Elektrotechniczny, (09) 2004, 844-852
• [15] Katarzyński P., Handkiewicz A., Szczęsny S., Melosik M., Naumowicz M., Design of elliptic filters with phase correction by using genetic algorithm, Przegląd Elektrotechniczny, (11a) 2010, 69-72
• [16] Rabiner L., Graham N. Y., et Helms H. D., Linear programming design of IIR digital filters with arbitrary magnitude function. IEEE Transactions on Acoustics, Speech, and Signal Processing, vol. 22 (1974), no 2, p. 117-123
• [17] Coleman T., Branch M. A., et Grace A., Optimization Toolbox for use with Matlab, User’s guide, version 2 (1999), The Mathworks Inc.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).