Projektowanie filtrów SOI o liniowej fazie z zastosowaniem aproksymacji równomiernie falistej w pasmie przepustowym i średniokwadratowej w pasmie zaporowym

• Autorzy: Wysocka-Schillak F.

Warianty tytułu

EN

Design of linear phase fir filters with equiripple passeband and least-squares stopband

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono metodę projektowania cyfrowych dolnoprzepustowych filtrów SOI o liniowej fazie i charakterystykach amplitudowych otrzymanych z zastosowaniem aproksymacji równomiernie falistej w pasmie przepustowym oraz średniokwadratowej w pasmie zaporowym. W metodzie tej zadanie zaprojektowania rozpatrywanego filtru jest przekształcane w zadanie optymalizacji dwukryterialnej, które przy odpowiednim sformułowaniu może być potraktowane jako zadanie optymalizacji jednokryterialnej z ograniczeniami. Rozpatrzono zadanie projektowania filtru SOI w dwóch przypadkach, a mianowicie z uwzględnieniem dodatkowego warunku dotyczącego maksymalnej dopuszczalnej amplitudy zafalowań w pasmie przepustowym oraz z uwzględnieniem warunku dotyczącego maksymalnej dopuszczalnej amplitudy w pasmie zaporowym. Przedstawiono również zastosowanie zaproponowanej metody do projektowania filtru Nyquista. Zaprezentowano ponadto cztery przykłady obliczeniowe.

EN

In the paper, a method for the design of low-pass linear phase FIR filters with the equiripple passband and the least-squares stopband is proposed. In the method, the filter design problem is transformed into an equivalent bicriterion optimization problem. Then the weighted sum strategy is used in order to convert the bicriterion optimization problem into a single criterion one. The design of low-pass linear phase FIR filters is considered in two cases, namely with a constraint on the maximum ripple in the passband and with a constraint on the maximum permissible error in the stopband. The method is also applied to design of Nyquist filters. Four numerical examples demonstrating the usefulness of the proposed approach are given.

Słowa kluczowe

PL

filtry cyfrowe; filtry SOI; aproksymacja równomiernie falista; aproksymacja średniokwadratowa; optymalizacja

EN

digital filters; FIR filters; equiripple approximation; least-squares approximation; optimization

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe PWN SA
• Czasopismo: Kwartalnik Elektroniki i Telekomunikacji
• Rocznik: 2002
• Tom: Vol. 48, z. 1
• Strony: 81--99
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz.

Twórcy

autor

Wysocka-Schillak F.

• Instytut Telekomunikacji, Akademia Techniczno-Rolnicza, al. Prof. S. Kaliskiego 7, 85-796 Bydgoszcz,

Bibliografia

• 1. S. K. Mitra, J. F. Kaiser (ed.): Handbook for digital signal processing: New York, John Wiley & Sons, Inc., 1993.
• 2. A. Wojtkiewicz: Elementy syntezy filtrów cyfrowych. Warszawa, WNT, 1984.
• 3. S. K. Mitra: Digital signal processing: a computer-based approach. McGraw-Hill, 2000.
• 4. J. W. Adams: FIR digital filters with least-squares stopbands subject to peak-gain constraints. IEEE Trans. Circuits Syst., 1991, vol. 39, No 4, pp. 376-388.
• 5. J. W. Adams: Peak-constrained least-squares optimization. IEEE Trans. Signal Processing, 1998, vol. 46, No. 2, pp. 306-320.
• 6. M. Lang, J. Bamberger: Nonlinear phase FIR filter design according to the L2 norm with constraints for the complex error. Signal Processing, 1994, vol. 36, pp. 31-40.
• 7. J. L. Sullivan, J. W. Adams: PCLS IIR digital filters with simultaneous frequency response magnitude and group delay specifications. IEEE Trans. Signal Processing, 1998, vol. 46, No 11, pp. 2853-2861.
• 8. W.-S. L u: Design of stable IIR digital filters with equiripple passband and peak-constrained least-squares stopbands. IEEE Trans. Circuits and Syst.- II: Analog and Digital Signal Processing, 1999, vol. 46, No. 11, pp. 1421-1426.
• 9. F. Wysocka-Schillak: Design of FIR filters with equiripple passband and least-squares stopband. Proceedings of 101h Mediterranean Electrotechnical Conference, MeleCon 2000, Cyprus, May 29-31, 2000, vol. II — Signal and Image Processing, pp. 607-610.
• 10. F. Wysocka-Schillak: Projektowanie cyfrowych filtrów SOI o równomiernie falistym przebiegu charakterystyki amplitudowej w pasmie przepustowym przy jednoczesnej minimalizacji energii sygnału w pasmie zaporowym. Materiały Krajowego Sympozjum Telekomunikacji KST'2000, Bydgoszcz, 6- 8.09 .2000, ss. 177-186.
• 11. S. Haykin: Systemy telekomunikacyjne. Warszawa, WKL, 2000.
• 12. R. G. Lyon s: Wprowadzenie do cyfrowego przetwarzania sygnałów. Warszawa, WKL, 1999.
• 13. M. Liu, C. J. Zarowski, F. W. Fairman: Factorable FIR Nyquist filters with least stopband energy under sidelobe level constraints. IEEE Trans. Signal Processing, 2000, vol. 48, No. 5, pp. 1495-1498.
• 14. H. Samueli: On the design of optimal equiripple FIR digital filters for data transmission applications. IEEE Trans. Circuits and Syst., 1988, vol. CAS-35, No. 12, pp. 1542-1546.
• 15. W. Findeisen, J. Szymanowski, A. Wierzbicki: Teoria i metody obliczeniowe optymalizacji. Warszawa, PWN, 1980.
• 16. T. Kreglewski, T. Rogowski, A. Ruszczyński, J. Szymanowski: Metody optymalizacji w języku FORTRAN. Warszawa, PWN, 1984.
• 17. W. Press, S. Teukolsky, W. Vatterling, B. Flannery: Numerical Recipes in Fortran. Cambridge, Cambridge University Press, 1991.
• 18. Signal Processing Toolbox User's Guide. The MathWorks, Inc., 1994.
• 19. F. Wysocka-Schillak: Design of optimal Nyquist FIR digital .filters. Proc. of the XV-th National Conference „Circuit Theory and Electronic Circuits", Szczyrk, Oct. 20-23, 1992, vol. 1, pp. 335-340.