陷波频率可调的线性相位FIR多频陷波滤波器设计方法的研究

摘要

数字滤波器具有灵活、快速、精确等优点，广泛应用于通信、控制、生物制药等工业领域。其中数字陷波滤波器，主要用于消除窄带噪声和窄带功率干扰。而频率可调的多频陷波滤波器在应用中具有极大的灵活性，它可以同时消除(或添加)多个指定的频率成分，且不影响其他频率成分。另一方面，具有稀疏性的陷波滤波器，在设计与实现中可以减少加法器的使用量。这不仅能够降低成本、减少功耗、提高运算速度，更可以削弱累计误差造成的影响，提高精确度，增加可靠性。因此，研究低功耗、低复杂度、陷波频率可调的多频陷波滤波器，具有重要的理论和实际意义。
　　本文提出了一种频率可调的多频陷波滤波器的设计方法，该方法利用了窗函数来设计滤波器，并适当地调整滤波器系数，使得设计出来的滤波器具有陷波频率可调、线性相位、FIR、低复杂度等特点。该方法同时适用于均匀(梳状)、非均匀间隔陷波频率的陷波滤波器设计。
　　本文提出的多陷波滤波器设计过程如下：首先，根据给定的通带宽度和阻带纹波要求，利用窗函数设计出一个窄带低通基准滤波器；其次，调整该基准滤波器的系数，使得滤波器的陷波频率满足目标需求，得到最终的多频陷波滤波器。这种调整基准滤波器系数的方法，不仅可以适应不同的陷波频率要求，同时也降低了设计方法的复杂度，还减小了最终滤波器的阶数。仿真结果表明，在相同的设计要求下，对比切比雪夫多项式法，本文设计的均匀陷波滤波器，具有更小的通带纹波；对比级联算法和多重交换算法，本文设计的非均匀陷波滤波器，具有更小的阶数，更小的通带纹波。

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第一章 绪论

第一节 研究背景及意义

第二节 滤波器的国内外研究现状

第三节 本文的主要研究内容

第二章 数字滤波器综述

第一节 线性相位FIR滤波器简介

第二节 FIR数字滤波器设计的常用方法

第三节 本章小结

第三章 陷波滤波器综述

第一节 陷波滤波器的特性

第二节 陷波滤波器分类

第三节 线性相位FIR陷波滤波器的设计方法

第四节 本章小结

第四章 陷波频率可调的多频陷波滤波器设计方法

第一节 窗函数简介

第二节 线性相位FIR窄带低通滤波器的阶数估计

第三节 多陷波频率滤波器设计

第四节 本章小结

第五章 在Matlab环境下滤波器仿真实现

第一节 非均匀陷波频率的多频陷波滤波器设计

第二节 FIR梳状波滤波器设计

第三节 本章小结

第六章 总结与展望

参考文献

致谢

个人简历

个人成果