[发明专利]一种时变数字滤波器的实现方法

摘要

一种时变数字滤波器的实现方法，涉及信号处理领域。本发明是为了解决由于传统的固定带宽滤波器的滤波通域无法随着信号能量分布的不同而变化所导致的滤波效果不佳的问题。其实现方法：对待滤波数据进行时频分析，获得其不同时间段内的频率特性，依据该特性确定滤波通域，并根据滤波通域的形状将整个滤波通域分成具有不同中心频率和带宽的N段，记录每一段的长度；针对每一段滤波通域分别设计滤波系数，存储于滤波系数存储器中；将滤波系数存储器中的第一组滤波系数置入滤波系数寄存器，通过滤波器开始滤波。当信号进入滤波器的长度达到当前滤波通域块长度时，从滤波系数存储器中取出下一组滤波系数，按照滤波系数替换规则进行系数替换。

主权项

1.一种时变数字滤波器的实现方法，其特征是：它包括以下步骤：步骤一、对待滤波数据进行时频分析，获得待滤波数据在不同时间段内的频率特性，依据该频率特性确定滤波通域，并根据滤波通域的形状将整个滤波通域分成具有不同中心频率和带宽的N段通带，记录每一段的长度LN，N为正整数；步骤二、针对步骤一所述的不同中心频率和带宽的N段通带分别设计相应的滤波器系数：并找出其中滤波器系数的个数最多的一组，记下其系数个数max(m_N)；其中，每组滤波器系数的个数均为奇数；所述的N段不同的通带分别设计相应的滤波器系数：的方法具体为：采用传统FIR滤波器设计方法实现，每一组滤波器系数的个数不同，设计完成后各组滤波器系数表示为：其中：mN表示第N组滤波器系数的长度；当某一组滤波器系数的个数为偶数时，在其后面补充一个0，将个数变为奇数；步骤三、将步骤二中生成的N组滤波器系数存储在滤波系数存储器中，同时设置滤波系数寄存器的个数为max(mN)；步骤四、从滤波系数存储器中取出第一组滤波系数置入滤波器，如果第一组滤波系数的个数m₁<max(m_N)，则将这m₁个滤波系数置于滤波系数寄存器中间的m₁个位置，并将信号送入滤波器；当信号进入滤波器的长度达到时，从1开始记录当前段信号进入滤波器的长度L；步骤五、在当前段信号进入滤波器的长度L达到当前滤波通域块长度L_N时，重新开始记录当前段信号进入滤波器的长度L，同时从滤波系数存储器中取出下一组滤波系数，并按照滤波系数替换规则进行系数替换；所述的滤波系数替换规则为：当要将第n组系数替换为第n+1组系数时，每经过一个时钟周期，就将第n组系数最前端的一个系数置零，经过个时钟周期后，第n组系数的前个系数均变为0，此时，再经过一个时钟周期，将第n+1组系数的前个置入滤波系数寄存器的相应位置，而后，每经过一个时钟周期，将第n+1组系数的后一个置入滤波系数寄存器的相应位置，经过个时钟周期后，第n+1组系数全部置入滤波系数寄存器中，完成滤波系数替换；n为正整数，且n小于N；步骤六、判断待滤波信号是否已经全部通过滤波器，如果判断结果为是，则结束滤波，如果判断结果为否，则返回执行步骤五。