Skompensowane filtry o zmiennych parametrach

• Autorzy: Piskorowski J. , Kaszyński R.

Warianty tytułu

EN

Phase-compensated time-varying filters

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Jednym z ważniejszych problemów w przetwarzaniu sygnałów w systemach pomiarowych jest zaprojektowanie analogowych filtrów charakteryzujących się maksymalnie płaską charakterystyką amplitudową oraz mozliwie stałą funkcją opóźnienia grupowego w paśmie przepustowym. W artykule przedstawiona zostanie koncepcja dolnoprzepustowych filtrów Butterwortha ze skompensowaną charakterystyką fazową do których wprowadzono zmienne w czasie współczynniki. Na wstępie omówiono ideę kompensacji charakterystyk opóźnienia grupowego filtrów wraz z problemami wynikającymi z kompensacji w dziedzinie czasu. Następnie dobrano funkcje współczynników skompensowanych filtrów tak. aby maksymalnie skrócić ich stan nieustalony w sensie czasu ustalania przy minimalnych, przejściowych zaburzeniach sygnału w dziedzinie częstotliwości. Tak zaprojektowane układy zostały porównane z ich klasycznymi odpowiednikami w celu wykazania korzyści wynikających z wprowadzenia zmiennych w czasie współczynników do struktur filtrów.

EN

One of the important problems of signal processing in measurement systems is to design a continuous–time filter that provides both a maximally flat magnitude response and a constant group delay over the desired frequency band. In this paper, we propose a concept of phase-compensated lowpass Butterworth filters to whom the time-varying coefficients were introduced. At the beginning, an idea of the group delay compensation together with the problems resulted from the compensation in the time domain will be discussed. Next, the functions of coefficients of compensated filters will be selected so as to shorten their transient in the sense of the settling time at minimal and temporary signal distortions in the frequency domain. Such a designed systems will be compared with their classical equivalents in order to point out great advantages from the introduction of time-varying coefficients to the filter structures.

Słowa kluczowe

PL

filtracja sygnałów; filtry dolnoprzepustowe; przesuwniki fazowe; stany nieustalone; układy o zmiennych parametrach; kompensacja opóźnienia grupowego

EN

signals filtering; lowpass filters; allpass filters; transient states; time-varying systems; group delay compensation

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2007
• Tom: R. 53, nr 9 bis
• Strony: 138--141
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., wykr., wzory

Twórcy

autor

Piskorowski J.

• Politechnika Szczecińska, Instytut Automatyki Przemysłowej

autor

Kaszyński R.

• Politechnika Szczecińska, Instytut Automatyki Przemysłowej

Bibliografia

• [1] W. K. Chen: The Circuits and Filters Handbook. CRC Press, Boca Raton 1995.
• [2] R. Schaumann and M. E. Van Valkenburg: Design of Analog Filters. Oxford University Press, New York - Oxford, 2001.
• [3] K. L. Su: Analog Filters. Chapman & Hall, London, 1996.
• [4] U. Tietze and Ch. Schenk: Halbleiter–Schaltungstechnik. Springer-Verlag, 1991.
• [5] J. Piskorowski: Phase-compensated time-varying Butterworth filters. Analog Integrated Circuits and Signal Processing, vol. 47, no. 2, pp. 233-241, May 2006.
• [6] R. Kaszynski and J. Piskorowski: The research on models of filters with varying parameters. Proc. IMACS, 2005, CD-ROM.
• [7] M. Jaskula and R. Kaszynski: Using the parametric time-varying analog filter to average-evoked potential signals. IEEE Trans. Instrumentation and Measurement, vol. 53, no. 3, pp. 709-715, Jun. 2004.
• [8] R. Kaszynski: Stability of parametric, analog low-pass filters. Proc. IEEE ETFA, 1999, pp. 579-582.
• [9] M. F. Fahmy: Transfer functions with arbitrary phase characteristics. Int. Journal of Circuit Theory and Applications, vol. 7, pp. 21-29, Jan. 1979.
• [10] J. D. Rhodes: Filters approximating ideal amplitude and arbitrary phase characteristics. IEEE Trans. Circuit Theory, vol. CT-20, no. 2, pp. 120-124, Mar. 1973.
• [11] T. A. Claasen and W. Mecklenbrauker: On stationary linear timevarying systems. IEEE Trans. Circuits and Systems, vol. CAS-29, no. 3, pp. 169-184, Mar. 1982.
• [12] G. F. Margrave: Theory of nonstationary linear filtering in the Fourier domain with application to time variant filtering. Geophysics, vol. 63, pp. 244-259, Jan. 1983.
• [13] L. A. Zadeh: Time-varying networks I. Proc. IRE, vol. 49, pp. 1488-1503, 1961.
• [14] P. Bauer, M. Mansour, and J. Duran: Stability of polynomials with time-variant coefficients. IEEE Trans. Circuits Syst., vol. 40, no. 6, pp. 423-426, 1993.