Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Minimized Group Delay FIR Low Pass Filter Design Using Modified Differential Search Algorithm

Prajapati Sonelal, Rai Sanjeev, Tiwari Manish, Dwivedi Atul Kumar

Journal of Telecommunications and Information Technology

|

2023

|

nr 3

78--84

EN

Designing a finite impulse response (FIR) filter with minimal group delay has proven to be a difficult task. Many research studies have focused on reducing pass band and stop band ripples in FIR filter design, often overlooking the optimization of group delay. While some works have considered group delay reduction, their approaches were not optimal. Consequently, the achievement of an optimal design for a filter with a low group delay value still remains a challenge. In this work, a modified differential search optimization algorithm has been used for the purpose of designing a minimal group delay FIR filter. The results obtained have been compared with the classical techniques and they turned out to be promising.

2

2-D lossless FIR filter design using synthesis of the paraunitary transfer function matrix

Wawryn Krzysztof, Poczekajło Paweł

International Journal of Applied Mathematics and Computer Science

|

2023

|

Vol. 33, no. 4

673--686

EN

A synthesis method for designing two-dimensional lossless finite impulse response (FIR) filters for various digital signal processing tasks is proposed. The synthesis method is based on using a 2-D embedding approach to obtain the paraunitary transfer function matrix of the lossless FIR filter. The elements of the paraunitary transfer function matrix are the transfer function of a given lossy FIR structure and the transfer functions for its complementary structures. The embedding method is used to design complementary FIR filter structures for several known lossy FIR filters. The lossless FIR filter matrix obtained in this article has a size of 3 × 1 and satisfies the paraunitary conditions. The conditions are described by a set of nonlinear equations. A modified Newton method is used to solve this set of equations. The proposed design method is used to determine the lossless structures of two-dimensional FIR filters for various digital processing tasks.

3

Analysis of a novel FPGA-based system for filtering audio signals using a finite impulse response filters

Lipowski Adrian, Majewski Paweł, Pluta Sławomir

International Journal of Electronics and Telecommunications

|

2022

|

Vol. 68, No. 1

19--26

EN

In this article, an analysis of an innovative system for filtering signals in the audible range (16 Hz - 20 kHz) on programmable logic devices using a filters with a finite impulse response, is presented. Mentioned system was neat combination of software and hardware platform, where in the program layer a multiple programming languages including VHDL, JavaScript, Matlab or HTML were used to create completely useful application. To determine the coefficients of polynomial filters the Matlab Filter Design & Analysis Tool was used. Thanks to the developed graphic layer, a user-friendly interface was created, which allows easily transfer the required coefficients from the computer to the executive system. The practical implementation made on the FPGA platform, specifically on the Altera DE2- 115 development kit with the FPGA Cyclone IV, was compared with simulation realization of Matlab FIR filters. The performed research confirm the effectiveness of filtration in real time with up to 128th order of the filter for both audio channels simultaneously in FPGA-based system.

4

Ortogonalna realizacja potokowego filtru Laplace'a do przetwarzania obrazów medycznych 2D

Poczekajło Paweł, Suszyński Robert

Przegląd Elektrotechniczny

|

2020

|

R. 96, nr 9

80--84

PL

W artykule przedstawiono dwie realizację filtru Gaussa 1D. Pierwsza oparta jest na bezpośredniej implementacji splotu, druga oparta została na filtrze ortogonalnym realizowanym za pomocą rotatorów Givensa. Obie realizacje został przeanalizowane pod kątem wrażliwości na kwantowanie współczynników dla 8-, 16- i 24-bitowych rejestrów. Wyznaczono i porównano błędy średniokwadratowe charakterystyki amplitudowej oraz błędy dla odpowiedzi systemu na pobudzenie losowym szumem i deltą Kroneckera.

EN

In the paper, two realizations of 1D Gauss filter are presented. The first realization is based on direct structure with convolution, in the second orthogonal filter with use Givens rotations is realized. Both systems are analyzed of sensitivity on coefficient quantization for 8-, 16- and 24- bits length of register. Also determined mean squared errors for amplitude characteristices, impulse responses and responses on noise excitation.

5

The design of digital audio filter system used in tomatis method stimulation

Jóźwiak Krzysztof, Bujacz Michał, Królak Aleksandra

Journal of Automation Mobile Robotics and Intelligent Systems

|

2019

|

Vol. 13, No. 1

73--78

EN

The Tomatis Method is a rehabilitation technique used in psychology, the main aim of which is stimulating the cochlea in the inner ear by filtered air-conducted and bone-conducted sounds. The system of electronic filters and amplifiers used for this therapy is called the Electronic Ear. Commonly, it is a commercial analog device that is expensive and after a few years its functionality declines. In this paper, we propose a digital Electronic Ear system using an STM32F4 family micro-controller and ADC/ DAC integrated circuits. The design of the digital sound filters allows to adjust more parameters and overcomes some of the constraints of analog systems. In this paper, we provide a short review of the Tomatis Method, the main functions of the Electronic Ear and we describe the designed system with comparison measurements to the analog original.

6

Fir Filters Compliant with the IEEE Standard for M Class PMU

Duda K., Zieliński T. P.

Metrology and Measurement Systems

|

2016

|

Vol. 23, nr 4

623--636

EN

In this paper it is shown that M class PMU (Phasor Measurement Unit) reference model for phasor estimation recommended by the IEEE Standard C37.118.1 with the Amendment 1 is not compliant with the Standard. The reference filter preserves only the limits for TVE (total vector error), and exceeds FE (frequency error) and RFE (rate of frequency error) limits. As a remedy we propose new filters for phasor estimation for M class PMU that are fully compliant with the Standard requirements. The proposed filters are designed: 1) by the window method; 2) as flat-top windows; or as 3) optimal min-max filters. The results for all Standard compliance tests are presented, confirming good performance of the proposed filters. The proposed filters are fixed at the nominal frequency, i.e. frequency tracking and adaptive filter tuning are not required, therefore they are well suited for application in lowcost popular PMUs.

7

Adaptive Frequency Compensation in Amplifiers for Protective Relay Testing

Vilcanqui O. A. C., Lima A. C., Almeida L. A. L.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2014

|

R. 90, nr 8

75-79

EN

In a previous work, we presented an analysis and design of voltage and current amplifiers for use in protective relay testing for frequencies up to the 20th harmonic. Beyond this limit, undesired phase and magnitude deviations occur due to the sampling rate, which defines the working frequency range of the amplifiers. To obtain a broader range of protective types of testing is desirable higher signal frequencies. For the current state-of-art of the output IGBT H-bridge, it is not possible to increase the sampling rate. In the present paper, we propose frequency compensation using an LMS-based adaptive FIR filter between the controller and the reference signal, to correct the amplitude and phase distortions. Theoretical and numerical investigations indicate the proposed method can extend the working range, up to the 50th harmonic.

PL

W poprzedniej pracy analizowano wzmacniacze używane do testowania przekaźników zabezpieczających z zakresem częstotliwości do 20 harmonicznej. W artykule zaproponowano metodę kompensacji częstotliwości wykorzystującą filtr adaptacyjny umieszczony między sterownikiem a sygnałem odniesienia w celu korekcji zniekształceń amplitudy i fazy. Udało się w ten sposób rozszerzyć zakres częstotliwości do 50 harmonicznej.

8

Realization of Digital Audio Signal Interpolator Using Linear-Phase IIR Filter

Sozański K. P.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2014

|

Vol. 55, nr 4

46-50

EN

This paper describes high quality digital audio signal interpolator with infinite impulse response (IIR) digital filters with linear-phase (LF IIR) This article presents the causal realization of LF IIR and especially the realization of LF IIR filter with overlap is considered. As the LF IIR filters are an alternative for ordinary finite impulse response (FIR) filters, a comparison of a particular design of FIR and LF IIR filter is made. There are also compared realizations of signal interpolators using FIR filter and LF IIR filter.

PL

W artykule przedstawiono interpolator sygnałów akustycznych wysokiej jakości z zastosowaniem cyfrowego filtru o nieskończonej odpowiedzi impulsowej (IIR) o liniowym przesunięciu fazowym (LF IIR). Opisano przyczynową realizację takiego filtru z zastosowaniem nakładkowania. Jako, że filtry LF IIR mogą stanowić alternatywę dla filtrów o skończonej odpowiedzi impulsowej (FIR). Wykonane zostało porównanie realizacji przykładowych filtrów FIR i LF IIR . W artykule również porównano realizacje interpolatorów sygnałów z zastosowaniem filtrów FIR i LF IIR.

9

Cyclone II implementation of a high-performance universal multiplier-accumulator

Cieplucha M

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2013

|

Vol. 54, nr 12

13-16

EN

This paper presents an FPGA-based design and implementation of a universal multiplier-accumulator unit. The proposed structure is based on an idea of parallel multiplication of properly aligned data stored in FPGA on-chip memory used as a cyclic buffer. The example application was implemented in Altera Cyclone II device and worked as a hardware accelerator of digital FIR filter. The results show that the higher performance for high-order FIR filter operation may be achieved in Altera Cyclone II family FPGAs in comparison to modern digital signal processors.

PL

W artykule opisano implementację uniwersalnego układu mnożenia-akumulacji na układzie FPGA Cyclone II firmy Altera. Zaproponowana struktura jest oparta na idei równoległego mnożenia kilku próbek jednocześnie z wykorzystaniem wbudowanej w układ FPGA pamięci, jako bufora cyklicznego, w sposób znany z architektur procesorów sygnałowych. Przykładową aplikację stanowi sprzętowy akcelerator filtracji cyfrowej. Przedstawione rezultaty pokazują, że na układzie Cyclone II możliwe jest osiągnięcie wyższej wydajności filtracji, niż w przypadku najnowszych procesorów sygnałowych.

10

Application of Modified Distributed Arithmetic Concept in FIR Filter Implementations Targeted at Heterogeneous FPGAs

Staworko M., Rawski M.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2012

|

R. 88, nr 6

240-246

EN

Distributed arithmetic is a very efficient method for implementing digital FIR filters in FPGA structures. In this approach general purpose multipliers of traditional MAC implementations are replaced by combinational LUT blocks. Since LUT blocks can be of considerable size thus, the quality of digital filter implementation highly depends on efficiency of logic synthesis algorithm that maps it into FPGA resources. Modern FPGAs have heterogeneous structure, there is a need for quality algorithms to target these structures and the need for flexible architecture exploration aiding in appropriate mapping. The paper presents an application of modified distributed arithmetic concept that allows for very efficient implementation of FIR filters in heterogeneous FPGA architectures.

PL

Arytmetyka rozproszona jest bardzo wydajną metodą implementacji filtrów SOI w układach FPGA. Pozwala na zastąpienie kosztowych układów mnożących tablicami prawdy (LUT). Dla filtrów wysokich rzędów tablice LUT osiągają wielkie rozmiary, dlatego jakość implementacji filtru zależy głównie od jakości dekompozycji tej tablicy. Artykuł przedstawia nową metodę dekompozycji tablic LUT filtrów SOI dedykowaną do heterogenicznych stukrur rekonfigurowalnych.

11

Modeling the Arithmetic Decomposition of DA-LUT Block for Heterogeneous FPGA Structures

Staworko M., Rawski M.

International Journal of Electronics and Telecommunications

|

2012

|

Vol. 58, No. 4

335-344

EN

Distributed arithmetic is well known technique of designing FIR filters in FPGA devices. The quality of such filter implementation strongly depends on synthesis results of the DALUT block. Heterogeneity of modern FPGA structures introduces new possibilities into implementation process, that may lead to better results, but also makes it more complicated. This paper presents the simple mathematical model for estimating the necessary FPGA resources to implement DA-LUT using decomposition-based approach. The model takes into account the type of logic cells or memory blocks used for decomposition process. The proposed model is help ful to determinate the DALUT decomposition strategy for further automation of modified distributed arithmetic decomposition method.

12

Algorytm wyznaczania nieseparowalnych dwuwymiarowych zespołów filtrów dla potrzeb systemów transmultipleksacji

Ciosmak J.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2011

|

R. 87, nr 11

217-220

PL

W artykule przedstawiono algorytm wyznaczania zespołu nieseparowalnych filtrów 2-D typu FIR dla układów transmultipleksacji obrazów (układów kodowania podpasmowego). Algorytm jest prawdziwy dla dowolnej liczby obrazów wejściowych z arbitralnym wyborem tego samego rzędu filtrów dla całego zespołu filtrów. Obliczenia ograniczono dla siatek obrazów kwadratowych i prostokątnych. Podano przykłady zespołu filtrów o współczynnikach rzeczywistych wyznaczonych numerycznie.

EN

In the article an algorithm for calculating nonseparable two-dimensional (2-D) filter banks FIR type for transmultiplexer systems (subband system) has been presented. An algorithm is true for any arbitrary number of input image signals with arbitrary choice of the order of filters for all filter banks. Calculations have been limited to square and rectangular image grids. Examples of filter banks with real coefficients calculated numerically have been presented.

13

The influence of mismatching of input data on FIR filter coefficients generated by the neural network

Pęksiński J., Mikołajczak G.

Poznan University of Technology Academic Journals. Electrical Engineering

|

2011

|

No. 66

129--136

EN

In this article, the authors have presented the problem of inexact matching of input data in the learning process of a neural network generating a FIR filter in the form of a 5x5 mask. The obtained filter has the task of improving the quality of digital images acquired from acquisition devices, the construction and method of operation of which are based on a low-quality CCD matrix.

14

FPGA implementation of the two-stage high-speed FIR filter in residue arithmetic

Czyżak M., Smyk R.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2011

|

Vol. 52, nr 12

90-92

EN

The paper presents the implementation of the high-speed two-stage finite- impulse response filter (FIR) in residue arithmetic in the Field-Programmable Gate Array (FPGA). The application of residue arithmetic allows one to attain high pipelining rates of the FIR due to the use of small multipliers. This advantage is offset to some extend by the need of scaling in the multi-stage cascade connection of FIR's in order to avoid overflow of number range of the residue number system. The scaling operation may represent significant burden from hardware complexity point of view, hence its effective realization is necessary. The sealer has been applied based on the improved scaling algorithm. Finally the results of implementation of two FIR's with the order N=128 in Xilinx FPGA environment are given and analyzed.

PL

W pracy przedstawiono implementację szybkiego dwustopniowego, kaskadowego filtru FIR w technologii FPGA. Zastosowanie arytmetyki resztowej pozwala na uzyskanie dużych częstotliwości potokowania w związku z użyciem małych mnożników. Zalety wynikające z użycia arytmetyki resztowej są w pewnym stopniu ograniczane koniecznością wykonywania skalowania przy kaskadowym połączeniu filtrów FIR tak, aby uniknąć nadmiaru arytmetycznego w postaci przekroczenia zakresu liczbowego zastosowanego systemu resztowego. Operacja skalowania może przedstawiać istotne obciążenie z punktu widzenia rozmiaru sprzętu, stąd jest konieczna jej efektywna realizacja. W pracy zastosowano skaler opracowany w oparciu o ulepszony algorytm skalowania. Podano rezultaty implementacji dwóch filtrów rzędu N=128. w środowisku Xilinx FPGA.

15

Regeneration of Step-Index Optical Fibre's Output Signal Using FIR Filters

Nikołajew A.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2010

|

R. 86, nr 3

67-68

EN

Regenerator of output signal received from step-index optical fiber using finite impulse response (FIR) digital filters is proposed. Its work was simulated for multimode fibers of lengths from range 200 … 1600 m and for sampling frequencies: 200, 400, 800 and 1600 MHz. Output signal is effectively regenerated even if it is deformed by Gaussian noise on condition that SNR is greater than 20 dB.

PL

Przedstawiono ideę regeneratora sygnałów odbieranych ze światłowodu skokowego, wykorzystującego filtry o skończonej odpowiedzi impulsowej. Przeprowadzono symulację pracy regeneratora w przypadku światłowodów o długościach 200…1600 m przy częstotliwościach próbkowania sygnału 200, 400, 800 i 1600 MHz. Stwierdzono prawidłową pracę regeneratora pod warunkiem stosunku sygnału do szumu większego od 20 dB.

16

Application of Quadrature Mirror Filters to Receipt of Step-Index Optical Fibre's Output Signal

Nikołajew A.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2010

|

R. 86, nr 3

65-66

EN

An application of FIR digital filters to receipt step-index optical fiber’s output signal is analysed. The shape of fiber’s output signal is calculated for given sequence of transmitted bits. Simulation of receiver’s working was performed for signal coded using Manchester coding also for different lengths of optical fiber and sampling frequencies. It was proved that omission of several initial bits is an effective method to increase probability of correct receipt of transmitted signal.

PL

Przeprowadzono analizę możliwości zastosowania filtrów o skończonej odpowiedzi impulsowej do odbioru sygnału transmitowanego przez wielomodowy światłowód skokowy. Obliczono kształt sygnału wyjściowego przy zadanej sekwencji bitów. Przeprowadzono symulację działania odbiornika przy różnych częstotliwościach próbkowania sygnału. Wykazano, że pominięcie początkowych próbek jest skutecznym sposobem zwiększenia prawdopodobieństwa prawidłowego odbioru sygnału.

17

An FPGA-based sigma-delta audio DAC

Kulka Z., Lewandowski M.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2009

|

Vol. 50, nr 4

107-111

EN

This paper presents the sigma-delta audio digital-to-analog converter (DAC) implemented on a single field programmable gate array (FPGA) for non-commercial application. The simulation results and FPGA-based hardware implementation are shown.

PL

W pracy przedstawiono implementację fonicznego przetwornika cyfrowo-analogowego (c/a) sigma-delta w programowalnej strukturze logicznej FPGA do zastosowania niekomercyjnego. Podano wyniki symulacji oraz wyniki działania przetwornika zaimplementowanego we wspomnianej strukturze FPGA.

18

Symulacyjne badania porównawcze metod identyfikacji struktur liniowych okresowo zmiennych w czasie

Staroszczyk Z., Figoń P.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2007

|

R. 53, nr 9

55-57

PL

W referacie przedstawiono przykład okresowo zmiennego w czasie obiektu liniowego (LPTV linear periodical time variant) i wyniki jego modelowania z wykorzystaniem modeli uproszczonych, niezmiennych w czasie (LTI) oraz modelu LPTV. Modele wypracowywane są poprzez nieliczne eksperymenty identyfikacyjne, rozwijane poprzez interpolacje do dwuwymiarowej macierzy odpowiedzi impulsowych w przypadku korzystania z modelowania LPTV. Pokazano ograniczenie jakości aproksymacji obiektu modelem LTI w stosunku do modelu LPTV. Porównano jakość dwu różnych metod identyfikacji modelu LPTV uzyskując w obydwu przypadkach prawidłowy opis obiektu. Wykazano możliwość praktycznego identyfikowania i modelowania obiektów LPTV z dużą dokładnością.

EN

In the paper detailed studies on identification and modeling of LPTV system are presented. The object of investigations is a FIR lowpass filter with periodically tuned cut-off frequency (Fig. 1), The LPTV systems was identified and modeled with the use of a simplified LTI model (Fig. 4), and with the full LPTV system modeling (Fig. 2, 3). For LPTV modeling the interpolations on a few identification experiments data had to be performed to obtain full two-dimensional impulse response required by the model. The quality of model was verified by referencing the system and its model responses for different input signal excitations. There is no essential discrepancy between the model and the object output signals (Fig. 2, 3, 5). The obtained results confirm that there is a practical method of LPTV system identification and modeling with a very good accuracy. The LPTV model is much superior to any of the LTI models which can be used to approximate the time-varying reality with time invariant methods.