專利名稱：數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法、數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)用程序、數(shù)字濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法、數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)用程序、數(shù)字濾波器；特別是涉及具備多個(gè)由延遲器構(gòu)成的帶抽頭的延遲線，將各抽頭信號(hào)分別變?yōu)閿?shù)倍之后進(jìn)行加算并輸出的FIR濾波器的設(shè)計(jì)法。
背景技術(shù)：
在通訊、測(cè)量、語音/圖像信號(hào)處理、醫(yī)療、地震學(xué)等各種領(lǐng)域中所提供的各種電子機(jī)器中，通常在內(nèi)部施行某種數(shù)字信號(hào)處理。在數(shù)字信號(hào)處理的最重要的基本操作中，有從混合有各種信號(hào)或噪音的輸入信號(hào)中，僅取出所需頻帶信號(hào)的濾波處理。因此，執(zhí)行數(shù)字信號(hào)處理的電子機(jī)器大多采用數(shù)字濾波器。
作為數(shù)字濾波器大多采用IIR((Infinite Impulse Response無限長(zhǎng)脈沖響應(yīng))濾波器、或FIR(Finite Impulse Response有限長(zhǎng)脈沖響應(yīng))濾波器。其中，F(xiàn)IR濾波器是具備多個(gè)由延遲器構(gòu)成的帶抽頭的延遲線，并將各抽頭的信號(hào)分別變?yōu)閿?shù)倍之后，進(jìn)行加算并輸出的濾波器，其具有下述優(yōu)點(diǎn)。第1，因?yàn)镕IR濾波器的轉(zhuǎn)移函數(shù)的極點(diǎn)僅在z平面的原點(diǎn)才有，因此通常電路處于穩(wěn)定狀態(tài)。第2，可實(shí)現(xiàn)完全正確的直線相位特性。
若將濾波器按照通帶與阻帶的配置分類，主要可分為低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器、帶阻濾波器四種。IIR濾波器或FIR濾波器中基本為低通濾波器，其他高通濾波器、帶通濾波器、帶阻濾波器則通過從低通濾波器執(zhí)行頻率轉(zhuǎn)換等的處理而導(dǎo)出。
以前，當(dāng)設(shè)計(jì)基本低通濾波器時(shí)，以采樣頻率和截止頻率的比率為基礎(chǔ)，通過執(zhí)行采用窗函數(shù)或切比雪夫近似法等的卷積運(yùn)算等，來求取對(duì)應(yīng)FIR濾波器的各抽頭的系數(shù)。然后，通過使用所求得的濾波器系數(shù)、進(jìn)行模擬，邊確認(rèn)頻率特性，邊適當(dāng)修正系數(shù)值，以獲得所需特性的低通濾波器。
再者，在設(shè)計(jì)高通濾波器、帶通濾波器、帶阻濾波器等其他濾波器時(shí)，首先依照上述順序，設(shè)計(jì)多個(gè)基本低通濾波器。然后，通過組合這些低通濾波器以執(zhí)行頻率變換等操作，來設(shè)計(jì)具有所需頻率特性的FIR濾波器。
但是，上述現(xiàn)有的濾波器設(shè)計(jì)法，必須由熟練的技術(shù)者花費(fèi)時(shí)間和工夫進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而帶來不能很容易地設(shè)計(jì)所需特性的FIR濾波器這一問題。
另外，即便假設(shè)能設(shè)計(jì)出接近所需特性的FIR濾波器，但所設(shè)計(jì)的濾波器的抽頭數(shù)將頗為龐大，而且其系數(shù)值將成為非常復(fù)雜的隨機(jī)值。因此，帶來為了實(shí)現(xiàn)該抽頭數(shù)和系數(shù)值而需要大規(guī)模電路結(jié)構(gòu)(加法器、乘法器)這一問題。此外，在實(shí)際使用所設(shè)計(jì)的FIR濾波器時(shí)，也會(huì)使該運(yùn)算量變得非常多，而產(chǎn)生處理負(fù)荷加重的問題。
在此本案申請(qǐng)人正是借鑒這類問題，曾考慮可容易地設(shè)計(jì)具有所需頻率特性的FIR數(shù)字濾波器，且可以較小電路規(guī)模高精度地實(shí)現(xiàn)所需頻率特性的濾波器設(shè)計(jì)法，并提出了專利申請(qǐng)(特愿2001-400673號(hào)公報(bào))。
本發(fā)明是更進(jìn)一步改良該已提出的申請(qǐng)的內(nèi)容的發(fā)明，其目的在于能更高精度地實(shí)現(xiàn)所需頻率特性，且可更簡(jiǎn)易地設(shè)計(jì)出具有此種頻率特性的FIR數(shù)字濾波器。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述課題，在本發(fā)明中，通過以基本單元濾波器為基礎(chǔ)作成相互有共同的通帶的一個(gè)以上的單元濾波器，并將上述1個(gè)以上的單元濾波器進(jìn)行級(jí)聯(lián)連接來進(jìn)行數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)，其中基本單元濾波器是通過由預(yù)定的基本的數(shù)值列所構(gòu)成濾波器系數(shù)，將多個(gè)由延遲器構(gòu)成的帶抽頭的延遲線的各抽頭的信號(hào)分別變?yōu)閿?shù)倍之后，再將這些的乘算結(jié)果進(jìn)行加算并輸出而構(gòu)成的。
上述基本單元濾波器的濾波器系數(shù)是由如絕對(duì)值為1，1，8，8，1，1的比率的數(shù)值列、或1，0，9，16，9，0，1的比率的數(shù)值列所構(gòu)成。
另外，上述1個(gè)以上的單元濾波器包含如具有大致相同的中心頻率的高通單元濾波器和低通單元濾波器。
本發(fā)明的其他方式是通過在上述各抽頭之間插入數(shù)個(gè)時(shí)鐘量的延遲，以使上述單元濾波器的通帶的帶寬變狹窄。
本發(fā)明的其他方式中，當(dāng)以YF表示上述單元濾波器時(shí)，通過將上述單元濾波器級(jí)聯(lián)連接以使a*YFi-b*YFj的關(guān)系成立，從而擴(kuò)大上述單元濾波器的通帶的帶寬；其中，對(duì)YF的乘算表示上述單元濾波器的級(jí)聯(lián)連接，a、b、i、j是表示上述單元濾波器的級(jí)聯(lián)連接數(shù)的系數(shù)，a＞b、i＜j。
本發(fā)明的其他方式中通過以基本單元濾波器為基礎(chǔ)作成有較寬的通帶的單元濾波器，設(shè)計(jì)高通濾波器和低通濾波器使在上述單元濾波器的通帶中它們的各通帶相互重復(fù)，并將上述單元濾波器、上述高通濾波器及上述低通濾波器進(jìn)行級(jí)聯(lián)連接，來設(shè)計(jì)以各通帶的重疊的部分為通帶的帶通濾波器，其中的基本單元濾波器是通過由預(yù)定的基本的數(shù)值列所構(gòu)成濾波器系數(shù)，將多個(gè)由延遲器構(gòu)成的帶抽頭的延遲線的各抽頭的信號(hào)分別變?yōu)閿?shù)倍之后，再將這些的乘算結(jié)果進(jìn)行加算并輸出而構(gòu)成的。
本發(fā)明的其他方式中，通過對(duì)上述高通濾波器與上述低通濾波器的任一方或雙方，進(jìn)行權(quán)利要求范圍第3項(xiàng)和權(quán)利要求范圍第4項(xiàng)的任一方或雙方的操作，以微調(diào)整上述帶通濾波器的通帶。
本發(fā)明的其他方式中，通過將采用上述設(shè)計(jì)方法而生成的濾波器列分配在1個(gè)以上的模塊中，并將對(duì)應(yīng)各模塊的最終生成系數(shù)的1個(gè)以上的濾波器進(jìn)行級(jí)聯(lián)連接來設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器。
如上所述，本發(fā)明通過將由以預(yù)定的基本數(shù)值列為濾波器系數(shù)的基本單元濾波器所作成的1個(gè)以上的單元濾波器進(jìn)行級(jí)聯(lián)連接來設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器。此外，由于采用設(shè)計(jì)高通濾波器和低通濾波器使在有較寬的通帶的單元濾波器的該通帶中它們的各通帶相互重復(fù)，并級(jí)聯(lián)連接上述單元濾波器、高通濾波器及低通濾波器來設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器，因此基本上僅用單元濾波器的組合便可得到數(shù)字濾波器的復(fù)雜的濾波器系數(shù)，即使不是熟練技術(shù)者也能極簡(jiǎn)單地進(jìn)行濾波器設(shè)計(jì)。
另外，依照本發(fā)明，所設(shè)計(jì)的數(shù)字濾波器僅要非常少量的抽頭數(shù)，且對(duì)各抽頭輸出所需的濾波器系數(shù)的種類亦非常少便可，從而能使數(shù)字濾波器的結(jié)構(gòu)極為簡(jiǎn)單化。因此，可大幅削減電路元件數(shù)(特別是乘法器)并縮小電路規(guī)模，而且還可以達(dá)到降低消耗功率、減輕計(jì)算負(fù)載等效果。此外，由于所設(shè)計(jì)的數(shù)字濾波器是以單元濾波器這一相同方式的反復(fù)而構(gòu)成的極簡(jiǎn)單的構(gòu)造，因此在集成化時(shí)可減少工序數(shù)，從而能容易地實(shí)現(xiàn)IC化。
再者，按照本發(fā)明的其他特征，通過將插入在各抽頭間的延遲數(shù)量較多(插入在濾波器系數(shù)間的“0”的個(gè)數(shù))的單元濾波器進(jìn)行級(jí)聯(lián)連接來設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器，可以不需增加濾波器的級(jí)聯(lián)段數(shù)，便可任意地使帶寬變狹窄。
還有，按照本發(fā)明的其他特征，僅用級(jí)聯(lián)連接單元濾波器以符合a*YFi-b*YFj(a、b、i、i為系數(shù)，a＞b、i＜i)的關(guān)系，便可任意地?cái)U(kuò)大帶寬。
再者，按照本發(fā)明的其他特征，設(shè)計(jì)高通濾波器和低通濾波器使在有較寬的通帶的單元濾波器的該通帶中它們的各通帶相互重復(fù)，并對(duì)該高通濾波器與低通濾波器的任一方或雙方施行將上述的使帶寬變狹窄的操作或者擴(kuò)大帶寬的操作，則能簡(jiǎn)單地微調(diào)整帶寬。


圖1是顯示采用本實(shí)施方式的濾波器設(shè)計(jì)法構(gòu)成的最基本的四種基本單元濾波器F0～F3的電路結(jié)構(gòu)及濾波器系數(shù)的數(shù)值列的圖。
圖2是顯示低通單元濾波器L10的生成算法及電路結(jié)構(gòu)的圖。
圖3是顯示低通單元濾波器L11的生成算法及電路結(jié)構(gòu)的圖。
圖4是顯示低通單元濾波器L10、L11的頻率-增益特性的圖。
圖5是顯示低通單元濾波器(L10)m的頻率-增益特性的圖。
圖6是顯示高通單元濾波器H10的生成算法及電路結(jié)構(gòu)的圖。
圖7是顯示高通單元濾波器H10、H11的頻率-增益特性的圖。
圖8是顯示高通單元濾波器(H10)m的頻率-增益特性的圖。
圖9是示意性地顯示本實(shí)施方式的帶通濾波器的設(shè)計(jì)方法的圖。
圖10是顯示本實(shí)施方式的帶通濾波器的具體的設(shè)計(jì)例的圖。
圖11是顯示本實(shí)施方式的帶通濾波器的具體的設(shè)計(jì)例的圖。
圖12是顯示本實(shí)施方式的帶通濾波器的電路結(jié)構(gòu)例的圖。
圖13是顯示圖12所示的帶通濾波器的頻率-增益特性的圖。
圖14是示意性地顯示使帶寬變狹窄的單元的圖。
圖15是適宜性地顯示擴(kuò)大帶寬的單元的圖。
圖16是顯示調(diào)整了高通單元濾波器H18的帶寬的結(jié)果的頻率-增益特性的例子的圖。
圖17是示意性地顯示微調(diào)整帶寬的單元的圖。
具體實(shí)施例方式
首先，在說明本發(fā)明實(shí)施方式之前，對(duì)本案申請(qǐng)人已提出專利申請(qǐng)案的特愿2001-400673號(hào)(以下稱“已提出的申請(qǐng)”)的概要，說明如下。該已提出的申請(qǐng)是使用以下所說明的四種基本單元濾波器F0、F1、F2、F3制作四種單元濾波器L1n、L2n、H1n、H2n，并可僅用這些的組合而設(shè)計(jì)出具有所需頻率特性的FIR濾波器。
圖1是顯示上述四種基本單元濾波器F0～F3的圖，(a)所示為電路結(jié)構(gòu)，(b)所示為濾波器系數(shù)的數(shù)值列。如圖1(a)所示，基本單元濾波器F0～F3中利用級(jí)聯(lián)連接的五個(gè)D型觸發(fā)器1-1～1-5將輸入信號(hào)各順次延遲1個(gè)時(shí)鐘CK。然后，對(duì)從各D型觸發(fā)器1-1～1-5的輸入輸出抽頭所取出的信號(hào)，通過6個(gè)系數(shù)器2-1～2-6分別乘以、將濾波器系數(shù)乘16倍后的結(jié)果的整數(shù)值h1～h6，并將這些的乘算結(jié)果全部用5個(gè)加法器3-1～3-5進(jìn)行加算。再在設(shè)置于最終段的加法器3-5的輸出段中的乘法器4中，通過將加算輸出變?yōu)?/16倍，從而將振幅復(fù)原并輸出。
四種基本單元濾波器F0～F3的電路構(gòu)造均如圖1(a)所示，僅濾波器系數(shù)(系數(shù)器2-1～2-6的乘數(shù)值h1～h6)如圖1(b)所示那樣是不同的。由圖1(b)中可知，基本單元濾波器F0～F3的濾波器系數(shù)是由僅用絕對(duì)值為“1”或“8”的極簡(jiǎn)單的數(shù)值列所構(gòu)成，通過添加正或負(fù)的符號(hào)而使其排列不同。但是，不管哪一基本單元濾波器F0～F3的系數(shù)，均為對(duì)應(yīng)中央附近的抽頭的乘數(shù)值h3、h4是絕對(duì)值為“8”，對(duì)應(yīng)其兩側(cè)的抽頭的乘數(shù)值h1，h2，h5，h6是絕對(duì)值為“1”。
單元濾波器L1n、L2n、H1n、H2n是使用這些基本單元濾波器F0～F3生成的。另外，在表示單元濾波器的符號(hào)后所添加的“n”文字表示插入于各抽頭間的延遲的時(shí)鐘數(shù)，即，表示插入于各濾波器系數(shù)之間的“0”的個(gè)數(shù)(詳細(xì)情況后邊講述)。
圖2是顯示低通單元濾波器L10的圖，(a)所示為該低通單元濾波器L10的生成方法，(b)所示為電路結(jié)構(gòu)。如圖2(a)所示，低通單元濾波器L10是通過對(duì)基本單元濾波器F0的濾波器系數(shù)執(zhí)行1次移動(dòng)平均運(yùn)算而生成的。
電路結(jié)構(gòu)如圖2(b)所示，通過連接于基本單元濾波器(F0)11的后段的D型觸發(fā)器12，將基本單元濾波器1 1的輸出信號(hào)僅延遲1個(gè)時(shí)鐘CK。然后，將通過D型觸發(fā)器12接受延遲的前后的信號(hào)，利用加法器13進(jìn)行加算，并通過使用乘法器14將該加算輸出變成1/2倍，從而將振幅復(fù)原并輸出。
圖3是顯示低通單元濾波器L11的圖，(a)所示為該低通單元濾波器L11的生成方法，(b)所示為電路結(jié)構(gòu)。低通單元濾波器L11的濾波器系數(shù)是通過在上述低通單元濾波器L10的各濾波器系數(shù)之間各插入1個(gè)“0”而生成的。即，低通單元濾波器L11的濾波器系數(shù)是如圖3(a)所示，通過對(duì)基本單元濾波器F01的濾波器系數(shù)執(zhí)行1次移動(dòng)平均運(yùn)算而生成的。
低通單元濾波器L11的電路構(gòu)造如圖3(b)所示，通過級(jí)聯(lián)連接于基本單元濾波器(F01)21后段的二個(gè)D型觸發(fā)器22-1、22-2，使基本單元濾波器21的輸出信號(hào)各順次延遲1個(gè)時(shí)鐘CK。然后，將通過二個(gè)D型觸發(fā)器22-1、22-2接受延遲的前后的信號(hào)，利用加法器23進(jìn)行加算，并通過使用乘法器24將該加算輸出變成1/2倍，從而將振幅復(fù)原并輸出。
同樣地，低通單元濾波器L1n(n＝2，3，…)的濾波器系數(shù)，是通過在低通單元濾波器L10的各濾波器系數(shù)之間各插入n個(gè)“0”而生成的。
圖4是顯示低通單元濾波器L10、L11的頻率-增益特性圖。在此將增益和頻率利用“1”進(jìn)行基準(zhǔn)化。由圖4可知，若將插入于濾波器系數(shù)間的“0”的個(gè)數(shù)設(shè)為n，則其頻率-增益特性的頻率軸(對(duì)應(yīng)頻率方向的周期)成為1/n。
下面，針對(duì)單元濾波器的級(jí)聯(lián)連接進(jìn)行說明。通過將低通單元濾波器進(jìn)行級(jí)聯(lián)連接，將各單元濾波器的系數(shù)彼此進(jìn)行乘算、加算，而制作出新的濾波器系數(shù)。以下比如當(dāng)?shù)屯▎卧獮V波器L10的級(jí)聯(lián)數(shù)設(shè)為m時(shí)，將其描述為(L10)m。
圖5所示是低通單元濾波器L10，(L10)2，(L10)4，(L10)8的頻率-增益特性圖。在此圖5中亦是將增益和頻率利用“1”進(jìn)行基準(zhǔn)化。當(dāng)?shù)屯▎卧獮V波器L10僅1個(gè)的情況下，在振幅為0.5的位置的時(shí)鐘是0.25。相對(duì)于此，若增多級(jí)聯(lián)數(shù)m，則濾波器的通帶寬度將變狹窄。譬如當(dāng)m＝8時(shí)，振幅為0.5的位置的時(shí)鐘成為0.125。
圖6是顯示高通單元濾波器H10的圖，(a)所示為該高通單元濾波器H10的生成方法，(b)所示為電路構(gòu)造。如圖6(a)所示，高通單元濾波器H10的濾波器系數(shù)是通過使用基本單元濾波器F2、F3的濾波器系數(shù)、進(jìn)行1次的移動(dòng)平均運(yùn)算而生成的。
電路結(jié)構(gòu)如圖6(b)所示，輸入信號(hào)通過二個(gè)基本單元濾波器(F2)41、(F3)42，其中之一的基本單元濾波器42的輸出信號(hào)通過連接于其后段的D型觸發(fā)器43而僅延遲1個(gè)時(shí)鐘CK。然后，將基本單元濾波器41的輸出信號(hào)，與經(jīng)D型觸發(fā)器43而延遲了1個(gè)時(shí)鐘的基本單元濾波器42的輸出信號(hào)，利用加法器44進(jìn)行加算，并通過用乘法器45將該加算輸出變?yōu)?/2倍，從而將振幅復(fù)原并輸出。
與上述低通單元濾波器L1n的情況相同，高通單元濾波器H1n(n≥1)的濾波器系數(shù)，是通過在高通單元濾波器H10的各濾波器系數(shù)之間各插入n個(gè)“0”而生成的。此外，通過將m個(gè)高通單元濾波器H1n進(jìn)行級(jí)聯(lián)連接，可以作成新的濾波器系數(shù)。高通單元濾波器(H1n)m的頻率-增益特性可以得到級(jí)聯(lián)數(shù)m越多則通帶寬度越窄，即便在高頻區(qū)域中也極其深度直線下落的特性。
圖7是顯示高通單元濾波器H10、H11的頻率-增益特性的圖。在此圖7中亦是將增益與頻率利用“1”進(jìn)行基準(zhǔn)化。由此圖7可知，在高通單元濾波器H1n的情況下也同樣是若在濾波器系數(shù)間插入n個(gè)“0”，則此頻率-增益特性的頻率軸(對(duì)應(yīng)頻率方向的周期)將成為1/n。
再者，圖8是顯示高通單元濾波器H10，(H10)2，(H10)4，(H10)8的頻率-增益特性的圖。在此圖8中亦是將增益與頻率利用“1”進(jìn)行基準(zhǔn)化。當(dāng)高通單元濾波器H10僅1個(gè)的情況下，在振幅為0.5的位置的時(shí)鐘是0.25。相對(duì)于此，若增多級(jí)聯(lián)數(shù)m，則濾波器的通帶寬度將變狹窄。譬如當(dāng)m＝8時(shí)，振幅為0.5的位置的時(shí)鐘成為0.375。
以上為已提出的申請(qǐng)的基本內(nèi)容。下面，針對(duì)本實(shí)施方式的濾波器設(shè)計(jì)法進(jìn)行說明。在此針對(duì)、通過將上述低通單元濾波器L1n與高通單元濾波器H1n進(jìn)行組合，設(shè)計(jì)以所需頻帶為通帶的帶通濾波器的例子進(jìn)行說明。
當(dāng)可自由決定帶通濾波器的中心頻率Fc、或信號(hào)采樣頻率Fs中的任一者時(shí)，通過將頻率抽樣的條件最佳化，可使濾波器的結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單化。現(xiàn)在設(shè)定帶通濾波器的中心頻率Fc、與信號(hào)采樣頻率Fs間的關(guān)系為Fs＝Fc*(4+2k)(k＝0，1，2，…)這種情況下，當(dāng)Fc＝450KHz時(shí)，F(xiàn)s＝1.8MHz、2.7MHz、3.6MHz、…。在此種設(shè)定的情況下，僅利用將高通單元濾波器H1(5+3k)與低通單元濾波器L1(3+2k)進(jìn)行級(jí)聯(lián)連接，便能設(shè)計(jì)帶通濾波器。這些高通單元濾波器H1(5+3k)、低通單元濾波器L1(3+2k)，均具有中心頻率Fc為450KHz的通帶。
譬如當(dāng)k＝0(Fs＝4Fc)時(shí)，通過將高通單元濾波器H15與低通單元濾波器L13進(jìn)行級(jí)聯(lián)連接，便能設(shè)計(jì)帶通濾波器。此外，當(dāng)k＝1(Fs＝6Fc)時(shí)，通過將高通單元濾波器H18與低通單元濾波器L15進(jìn)行級(jí)聯(lián)連接，便能設(shè)計(jì)帶通濾波器。
圖9是示意性地顯示上述帶通濾波器的設(shè)計(jì)方法的圖，(a)所示為k＝0的情況，(b)所示為k＝1的情況。譬如在圖9(a)中，若將高通單元濾波器H15與低通單元濾波器L13進(jìn)行級(jí)聯(lián)連接，便可將各通帶①、②中僅相互重疊部分作為通帶③取出。
在圖9(b)中也一樣，若將高通單元濾波器H18與低通單元濾波器L15進(jìn)行級(jí)聯(lián)連接，便可將各通帶①、②中僅相互重疊部分作為通帶③取出。k＞0的情況時(shí)，由于在所求得的帶通濾波器的中心頻率Fc之外也產(chǎn)生通帶，因此利用低通濾波器(LPF1)④將其抽取出。
利用高通單元濾波器(H1n)m或低通單元濾波器(L1n)m的級(jí)聯(lián)連接的段數(shù)(m的數(shù)值)，可以調(diào)整帶通濾波器的帶寬。在圖9(b)所示例子中，帶通單元濾波器H18與低通單元濾波器L15二者均設(shè)定為m＝1，當(dāng)將二者均設(shè)定為m＝8時(shí)的頻率特性，如圖10與圖11所示。
圖10是將高通單元濾波器(H18)8和低通單元濾波器(L15)8的頻率特性進(jìn)行重疊來顯示的，通過將這些濾波器進(jìn)行級(jí)聯(lián)連接，便可僅取出重疊的部分。此外，圖11所示為利用LPF1或LPF2進(jìn)行的通帶抽取，通過對(duì)如圖10所示取出的三個(gè)帶通施加LPFI或LPF2，可以僅取出二端的通帶。
下面，顯示實(shí)際的電路例。標(biāo)的規(guī)格設(shè)定為中心頻率Fc＝450KHz、-3dB帶寬＝100KHz，-80dB帶寬＝200KHz。圖12是顯示實(shí)現(xiàn)該標(biāo)的規(guī)格的帶通濾波器的電路例的圖。
帶通的衰減量依賴于級(jí)聯(lián)連接的濾波器的個(gè)數(shù)。在圖12所示電路中，為確保80dB以上的衰減量，在8個(gè)高通單元濾波器H18和8個(gè)低通單元濾波器L15的后段，還級(jí)聯(lián)連接有4個(gè)低通單元濾波器L111。在此之后所連接的低通單元濾波器(L10)2、L11、L12、D型觸發(fā)器D9、D6、及多個(gè)乘加算器構(gòu)成LPF1。另外，D9、D6各意味9個(gè)時(shí)鐘、6個(gè)時(shí)鐘的延遲。
由此圖12可知，依照本實(shí)施方式的濾波器設(shè)計(jì)方法，可以用由大致相同的單元濾波器的重復(fù)所構(gòu)成的極簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，便能獲得所需特性的帶通濾波器。另外，各單元濾波器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如上所述，整體所需要的抽頭數(shù)為144個(gè)抽頭，是非常少的數(shù)量。另外，對(duì)各抽頭輸出所需的濾波器系數(shù)僅-1/16、1/16、-8/16，8/16四種，尤其是由于-8/16＝-1/2、8/16＝1/2，因此能使運(yùn)算電路更為簡(jiǎn)潔化。
圖13是顯示如圖12所示所構(gòu)成的帶通濾波器的頻率-增益特性的圖，(a)顯示整體的頻率特性，并以對(duì)數(shù)標(biāo)度表示增益。另外，(b)和(c)是放大顯示通帶的部分的圖，(b)是以對(duì)數(shù)標(biāo)度表示增益，(c)是以直線標(biāo)度表示增益。
由圖13(a)可知，如圖12所示所構(gòu)成的帶通濾波器可以實(shí)現(xiàn)80dB上的衰減量。但是，-3dB帶寬約為63KHz，-80dB帶寬約為145KHz，并未符合所要求規(guī)格。在圖12的電路中，雖設(shè)定k＝1(Fs＝6Fc)，但當(dāng)需要更大的帶寬時(shí)，可以設(shè)定k≥2從而增大采樣頻率Fs。
下面，針對(duì)用于調(diào)整帶通使其變狹窄的裝置進(jìn)行說明。采用圖5及圖8，如上述那樣可以為將帶寬變狹窄而增加濾波器的級(jí)聯(lián)段數(shù)，但這是有限度的。在此針對(duì)能更有效地使帶寬變狹窄的方法進(jìn)行說明。圖14是示意性地顯示此方法的圖。
圖14(a)與圖9(b)相同。當(dāng)想獲得比其更狹窄的帶寬的時(shí)，如圖14(b)所示，取代帶通單元濾波器H18而改為采用高通單元濾波器H114。高通單元濾波器H114與高通單元濾波器H18一樣，具有中心頻率Fc為450KHz的通帶，而其帶寬卻成為高通單元濾波器H18的9/15＝3/5。
因此，通過采用此高通單元濾波器H114，便可在不增加濾波器的級(jí)聯(lián)段數(shù)的前提下，有效的將帶寬變狹窄。此外，由于高通單元濾波器H114乃僅增加了插入各濾波器系數(shù)間的“0”的個(gè)數(shù)，因此作為系數(shù)而實(shí)際取出的抽頭數(shù)完全沒有增加，并且電路規(guī)模亦未變大。另外，在此針對(duì)使用高通單元濾波器H114的例子進(jìn)行了說明，但只要是在中心頻率Fc＝450KHz具有通帶的單元濾波器的話，同樣可以采用。
下面，針對(duì)用于調(diào)整帶寬使其變寬的裝置進(jìn)行說明。圖15是用于說明含傾斜的帶寬的調(diào)整手法的頻率-增益特性圖。該圖15中也是將增益利用“1”進(jìn)行基準(zhǔn)化。在此，將調(diào)整前的單元濾波器的頻率特性以YF表示。如上所述，若將2個(gè)①中所示的單元濾波器YF級(jí)聯(lián)連接，則傾斜變急劇且?guī)捵儶M窄(-6dB的時(shí)鐘位置移往低頻側(cè))(②)。
然后，以增益中心值(＝0.5)為軸，反轉(zhuǎn)②中所示的單元濾波器YF2的頻率-增益特性(③)。這是通過配合延遲從基準(zhǔn)增益值“1”的單元脈沖(相當(dāng)于中心值為1，其他全為0的濾波器系數(shù))中減去單元濾波器YF2的濾波器系數(shù)而求得的(1-YF2)。在此，將其稱為反轉(zhuǎn)單元濾波器。
另外，級(jí)聯(lián)連接二個(gè)③中所示的反轉(zhuǎn)單元濾波器。通過此所獲得的頻率-增益特性的傾斜將更為急劇，且?guī)捯鄬⒆兊酶鼮楠M窄(-6dB的時(shí)鐘位置移往高頻側(cè))(④)。在此，雖將級(jí)聯(lián)連接的反轉(zhuǎn)單元濾波器的個(gè)數(shù)與②的情況一樣、設(shè)定為2個(gè)，但是通過設(shè)定為比此更多的數(shù)量，可使移往高頻側(cè)的移動(dòng)量大于先前的移往低頻側(cè)的移動(dòng)量。
最后，以增益中心軸(＝0.5)為軸，反轉(zhuǎn)④中所示的頻率-增益特性(⑤)。這是通過配合延遲從基準(zhǔn)增益值“1”的單元脈沖中減去④的濾波器系數(shù)而求得的(1-(1-YF2)2)。若將原始數(shù)據(jù)①的頻率特性與調(diào)整后數(shù)據(jù)⑤的頻率特性進(jìn)行比較的話，可以看到調(diào)整后數(shù)據(jù)⑤的頻率特性與原始數(shù)據(jù)①相比傾斜更為急劇，而且?guī)捵兊酶鼘挕?br> 若將調(diào)整后數(shù)據(jù)⑤的式子展開，則成為以下那樣。
1-(1-YF2)2＝1-1+2YF2-YF4＝2YF2-YF4…(式1)該式1是分別級(jí)聯(lián)連接二個(gè)①的單元濾波器和③的反轉(zhuǎn)單元濾波器的情況下所獲得的式子，但是級(jí)聯(lián)連接的段數(shù)并不僅限于此。其中，為了擴(kuò)大帶寬，最好設(shè)定③的級(jí)聯(lián)段數(shù)多于①的級(jí)聯(lián)段數(shù)。
此情況下，上述的式1可一般化為下述式2。
a*YFi-b*YFj…(式2)其中，a、b為系數(shù)(a＞b)，i＜j，*表示級(jí)聯(lián)連接。圖16所示為采用高通單元濾波器H18為調(diào)整前的原始數(shù)據(jù)、調(diào)整此帶寬的結(jié)果的例子。在此將調(diào)整后的濾波器設(shè)定為2*(H18)5-(H18)9。
通過該調(diào)整，-3dB的帶寬成為約100KHz，-50dB的帶寬則成為約200KHz。
下面，針對(duì)用于微調(diào)整帶寬的頻率的單元進(jìn)行說明。圖17是用于說明頻率的微調(diào)整方法的頻率-增益特性圖。在該圖17中亦是將增益利用“1”進(jìn)行基準(zhǔn)化。
如圖17所示，設(shè)計(jì)高通單元濾波器(HPF)和低通單元濾波器(LPF)，使在高通單元濾波器H18的較寬的通帶中它們的通帶相互重疊。通過將這些各濾波器H18、HPF、LPF進(jìn)行級(jí)聯(lián)連接，可以得到以各通帶的重疊的部分(斜線部分)為通帶的帶通濾波器。
此時(shí)，通過對(duì)高通單元濾波器HPF和低通單元濾波器LPF的任一方或者雙方，施行如圖5及圖8或圖14所示那樣的使通帶變狹窄的操作或者如圖15及圖16所示那樣的擴(kuò)大通帶的操作，可以任意微調(diào)整帶通濾波器的帶寬。
圖17(a)所示是通過對(duì)低通單元濾波器LPF施行擴(kuò)大通帶的操作，使僅帶通濾波器的單側(cè)移往高頻側(cè)的例子。另外，圖17(b)所示是通過對(duì)高通單元濾波器HPF施行擴(kuò)大通帶的操作，并對(duì)低通單元濾波器LPF施行使通帶變窄的的操作，從而在不改變帶寬的情況下，使帶通濾波器的兩側(cè)移往低頻側(cè)的例子。
用于實(shí)現(xiàn)上述所說明的本實(shí)施的數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法的裝置，可以利用硬體構(gòu)造、DSP、軟體等任意方式達(dá)成。比如利用軟體實(shí)現(xiàn)的情況下，本實(shí)施方式的濾波器設(shè)計(jì)裝置，實(shí)際上可以由計(jì)算機(jī)的CPU或MPU、RAM、ROM等構(gòu)成，通過儲(chǔ)存于RAM、ROM或硬盤等中的程序動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)。
因此，可以通過將使電腦產(chǎn)生動(dòng)作以執(zhí)行上述本實(shí)施方式的功能的程序記錄于如CD-ROM之類的記錄媒體中，并將其讀入計(jì)算機(jī)中來實(shí)現(xiàn)。作為記錄上述程序的記錄媒體，除CD-ROM之外，還可采用軟盤、硬盤、磁帶、光盤、光磁盤、DVD、不易失存儲(chǔ)卡等。另外，還可利用國際互聯(lián)網(wǎng)將上述程序下載至計(jì)算機(jī)中來實(shí)現(xiàn)。
換句話說，將與各種單元濾波器L1n，H1n等相關(guān)的濾波器系數(shù)作為信息，預(yù)先儲(chǔ)存于RAM或ROM等存儲(chǔ)器中，若用戶指示與單元濾波器L1n，H1n等相關(guān)的任意的組合，則CPU可以使用儲(chǔ)存于上述存儲(chǔ)器中的濾波器系數(shù)的信息，運(yùn)算并求取對(duì)應(yīng)所指示的組合的濾波器系數(shù)。
還可以例如預(yù)先將各種單元濾波器L1n、H1n符號(hào)化(對(duì)應(yīng)各圖符、濾波器系數(shù)作為信息儲(chǔ)存)，通過用戶在顯示器畫面上任意組合配置這些圖符，CPU便可以自動(dòng)地運(yùn)算并求取對(duì)應(yīng)該排列的濾波器系數(shù)。此外，如將所求取到的濾波器系數(shù)自動(dòng)地施行FFT轉(zhuǎn)換，并以頻率-增益特性圖來顯示其結(jié)果，則能確認(rèn)所設(shè)計(jì)的濾波器特性，從而更輕易地進(jìn)行濾波器設(shè)計(jì)。
另外，并不局限于通過計(jì)算機(jī)執(zhí)行被供給的程序來實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施方式的功能，在由該程序和計(jì)算機(jī)中運(yùn)行的OS(操作系統(tǒng))或其他應(yīng)用軟體等共同實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施方式的功能的情況下，或者通過計(jì)算機(jī)的機(jī)能擴(kuò)充板或機(jī)能擴(kuò)充單元來執(zhí)行被供給程序的處理的全部(或部分)以實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施方式的功能的情況下，所涉及的程序也都包含在本發(fā)明的實(shí)施方式中。
如上述詳細(xì)說明，由于本實(shí)施方式中通過使用1個(gè)以上的單元濾波器，并將其進(jìn)行級(jí)聯(lián)連接以設(shè)計(jì)具有所需頻率特性的FIR濾波器，其中單元濾波器以預(yù)定的基本數(shù)值列為濾波器系數(shù)的基本單元濾波器為基礎(chǔ)，因此大體上可以僅用單元濾波器的組合便能生成帶通濾波器的復(fù)雜的濾波器系數(shù)。因此，濾波器設(shè)計(jì)法單純且易掌握，即便不是熟練的技術(shù)者也可以極簡(jiǎn)單的進(jìn)行濾波器設(shè)計(jì)。
另外，采用本實(shí)施方式所設(shè)計(jì)的濾波器電路中，所需抽頭數(shù)僅要非常少數(shù)便可，并且由于對(duì)各抽頭輸出所需要的濾波器系數(shù)僅有-1/16、1/16、-8/16、8/16四種，從而可將濾波器電路的結(jié)構(gòu)變得極為簡(jiǎn)單。因此，可大幅削減電路元件數(shù)(特別是乘法器)并縮小濾波器電路的規(guī)模，而且還可以達(dá)到降低消耗功率、減輕運(yùn)算負(fù)載等效果。
還有，采用本實(shí)施方式所設(shè)計(jì)的濾波器電路，由于是由大體相同的方式的反復(fù)而構(gòu)成的極簡(jiǎn)單的構(gòu)造，因此在集成化時(shí)能減少工序數(shù)，從而有容易實(shí)現(xiàn)IC化這一優(yōu)點(diǎn)。另外，在特性方面上可大幅改善截止特性，并能得到相位特性為直線的優(yōu)越的濾波器特性。
此外，在本實(shí)施方式中，當(dāng)可自由決定帶通濾波器的中心頻率Fc或信號(hào)采樣頻率Fs的任一者時(shí)，僅通過將高通單元濾波器H1(5+3k)與低通單元濾波器L1(3+2k)進(jìn)行級(jí)聯(lián)連接，便可設(shè)計(jì)帶通濾波器。利用此，可以不需要通過多種單元濾波器組合的特性值彼此之間的相抵以抽出所需頻帶，便可極簡(jiǎn)單地進(jìn)行帶通濾波器的設(shè)計(jì)，并能使濾波器構(gòu)造更為簡(jiǎn)單化。
在此情況下，通過將濾波器的中心頻率Fc相同且插入在濾波器系數(shù)間的“0”的個(gè)數(shù)較多(k值較大)的單元濾波器進(jìn)行級(jí)聯(lián)連接來設(shè)計(jì)帶通濾波器，可以不需增加濾波器的級(jí)聯(lián)段數(shù)和抽頭數(shù)，便可有效率地使帶寬變狹窄。換句話說，不需擴(kuò)大濾波器的電路規(guī)模，便可簡(jiǎn)單地使帶寬變狹窄。
再者，在本實(shí)施方式中，僅將單元濾波器進(jìn)行級(jí)聯(lián)連接以滿足a*(H1n)i-b*(H1n)j或a*(L1n)i-b*(L1n)j(a、b、i、j為系數(shù)，a＞b、i＜j)的關(guān)系，便可任意擴(kuò)大帶寬。
另外，通過采用此種擴(kuò)大帶寬的操作和上述使帶寬變狹窄的操作，便可簡(jiǎn)單地微調(diào)整帶寬。通過此，可以更高精度的實(shí)現(xiàn)所需頻率特性，并能更簡(jiǎn)單地設(shè)計(jì)具有此種頻率特性的FIR數(shù)字濾波器。
還有，在上述實(shí)施方式中，作為基本單元濾波器的例子雖然例示了L0～L3，但并不僅限于此。換句話說，也可以設(shè)定基本單元濾波器的濾波器系數(shù)為絕對(duì)值是與采用“1”和“8”的數(shù)值的圖1(b)不同的數(shù)值列。再有，在上述實(shí)施方式中，作為單元濾波器的例子雖然例示了L1n、H1n兩種，但并不僅限于此。
此外，在上述實(shí)施方式中，作為基本單元濾波器的濾波器系數(shù)，采用的是由絕對(duì)值為1，1，8，8，1，1的比率所構(gòu)成的數(shù)值列，但是亦可采用將其進(jìn)行一次移動(dòng)平均而得到的、由絕對(duì)值為1，0，9，16，9，0，1的比率所構(gòu)成的數(shù)值列。
另外，在上述實(shí)施方式中，雖主要對(duì)設(shè)計(jì)帶通濾波器的例子進(jìn)行了說明，但也可以利用相同的方法，設(shè)計(jì)出高通濾波器、低通濾波器、帶阻濾波器等。以下，簡(jiǎn)單地說明設(shè)計(jì)這些各濾波器時(shí)的方法。
<制作帶通濾波器的情況>
①將高通單元濾波器H11進(jìn)行級(jí)聯(lián)連接(限于Fs＝4*Fc)。
②使用高通單元濾波器HPF和低通單元濾波器LPF。
③制作通帶互相重疊的高通濾波器和低通濾波器。
(亦可為相互重疊的帶通濾波器)<制作高通濾波器的情況>
①將高通單元濾波器H10進(jìn)行級(jí)聯(lián)連接。
②制作(H10)m1*(H11)m2。
<制作低通濾波器的情況>
①將低通單元濾波器L10進(jìn)行級(jí)聯(lián)連接。
②制作(L10)m1*(L11)m2。
<制作帶阻濾波器的情況>
①以增益的中心值為軸，反轉(zhuǎn)帶通濾波器的頻率-增益特性。具體地說，從基準(zhǔn)增益值“1”減去帶通濾波器的系數(shù)的最大值，并反轉(zhuǎn)其他系數(shù)的極性。這是通過配合延遲從基準(zhǔn)增益值“1”的單元脈沖中除去帶通濾波器的濾波器系數(shù)而求得的。
此外，也可以通過將采用上述設(shè)計(jì)方法所生成的濾波器列分配在1個(gè)以上的模塊中，并將對(duì)應(yīng)各模塊的最終生成系數(shù)的1個(gè)以上的濾波器進(jìn)行級(jí)聯(lián)來設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器。
此外，上述實(shí)施方式都只不過是實(shí)施本發(fā)明的具體化的一個(gè)例子而已，并不能用其來限定性地解釋本發(fā)明的技術(shù)范圍。換句話說，本發(fā)明在不脫逸其精神、或主要特征的前提下，可以各種形式實(shí)施。
產(chǎn)業(yè)上可利用性本發(fā)明可用于能更高精度實(shí)現(xiàn)所需頻率特性，并能更簡(jiǎn)單地設(shè)計(jì)出具有此種頻率特性的FIR數(shù)字濾波器方面。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，通過以基本單元濾波器為基礎(chǔ)作成相互有共同的通帶的一個(gè)以上的單元濾波器，并將上述1個(gè)以上的單元濾波器進(jìn)行級(jí)聯(lián)連接來進(jìn)行數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)，其中基本單元濾波器是通過由預(yù)定的基本的數(shù)值列所構(gòu)成濾波器系數(shù)，將帶多個(gè)由延遲器構(gòu)成的抽頭的延遲線的各抽頭的信號(hào)分別變?yōu)閿?shù)倍之后，再將這些的乘算結(jié)果進(jìn)行加算并輸出而構(gòu)成的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述1個(gè)以上單元濾波器包含具有大致相同的中心頻率的高通單元濾波器和低通單元濾波器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，通過在所述各抽頭之間插入數(shù)個(gè)時(shí)鐘量的延遲，以使所述單元濾波器的通帶的帶寬變狹窄。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，當(dāng)將上述單元濾波器依YF表示的情況時(shí)，通過將上述單元濾波器級(jí)聯(lián)以使a*YFi-b*YFj的關(guān)系成立，以擴(kuò)大上述單元濾波器的通帶的帶寬；其中，對(duì)YF的乘算表示上述單元濾波器的級(jí)聯(lián)連接，a、b、i、j是表示上述單元濾波器的級(jí)聯(lián)連接數(shù)的系數(shù)，a＞b、i＜j。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，通過設(shè)計(jì)高通濾波器和低通濾波器使在有較寬的通帶的單元濾波器的該通帶中它們的各通帶相互重復(fù)，并將上述單元濾波器、上述高通濾波器、及上述低通濾波器進(jìn)行級(jí)聯(lián)連接，以設(shè)計(jì)以各通帶的重疊部分為通帶的帶通濾波器。
6.一種數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，通過以基本單元濾波器為基礎(chǔ)作成有較寬的通帶的單元濾波器，且設(shè)計(jì)高通濾波器和低通濾波器使在有較寬的通帶的單元濾波器的該通帶中它們的各通帶相互重復(fù)，并將上述單元濾波器、上述高通濾波器、及上述低通濾波器進(jìn)行級(jí)聯(lián)連接，以設(shè)計(jì)以各通帶的重疊部分為通帶的帶通濾波器，其中基本單元濾波器是通過由預(yù)定的基本的數(shù)值列所構(gòu)成濾波器系數(shù)，將帶多個(gè)由延遲器構(gòu)成的抽頭的延遲線的各抽頭的信號(hào)分別變?yōu)閿?shù)倍之后，再將這些的乘算結(jié)果進(jìn)行加算并輸出而構(gòu)成的。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，通過對(duì)上述高通濾波器和上述低通濾波器中任一個(gè)或雙方施行下述操作中任一個(gè)或雙方，以微調(diào)整上述帶通濾波器的通帶；所述操作為通過在上述各抽頭間插入多個(gè)時(shí)鐘量的延遲，以將上述單元濾波器的通帶的帶寬變狹窄的處理；以及通過將上述單元濾波器進(jìn)行級(jí)聯(lián)連接以使a*YFi-b*YFj(其中，對(duì)上述單元濾波器YF的乘算表示上述單元濾波器的級(jí)聯(lián)連接，a、b、i、j是表示上述單元濾波器的級(jí)聯(lián)連接數(shù)的系數(shù)，a＞b、i＜j)的關(guān)系成立，以擴(kuò)大上述單元濾波器的通帶的帶寬的處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，通過對(duì)上述高通濾波器和上述低通濾波器中任一個(gè)或雙方施行下述操作中任一個(gè)或雙方，以微調(diào)整上述帶通濾波器的通帶；所述操作為通過在上述各抽頭間插入多個(gè)時(shí)鐘量的延遲，以將上述單元濾波器的通帶的帶寬變狹窄的操作；以及通過將上述單元濾波器進(jìn)行級(jí)聯(lián)連接以使a*YFi-b*YFj(其中，對(duì)上述單元濾波器YF的乘算表示上述單元濾波器的級(jí)聯(lián)連接，a、b、i、j是表示上述單元濾波器的級(jí)聯(lián)連接數(shù)的系數(shù)，a＞b、i＜j)的關(guān)系成立，以擴(kuò)大上述單元濾波器的通帶的帶寬的操作。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法，其中，上述基本單元濾波器的濾波器系數(shù)由絕對(duì)值為1，1，8，8，1，1的比率的數(shù)值列、或者1，0，9，16，9，0，1的比率的數(shù)值列所構(gòu)成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法，其中，上述基本單元濾波器的濾波器系數(shù)由絕對(duì)值為1，1，8，8，1，1的比率的數(shù)值列、或者1，0，9，16，9，0，1的比率的數(shù)值列所構(gòu)成。
11.一種數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)用程序，用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行與權(quán)利要求范圍的第1項(xiàng)中所記載的數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法相關(guān)的處理順序。
12.一種數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)用程序，用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行與權(quán)利要求范圍的第6項(xiàng)中所記載的數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法相關(guān)的處理順序。
13.一種數(shù)字濾波器，其特征在于，采用權(quán)利要求范圍的第1項(xiàng)中記載的數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法而設(shè)計(jì)。
14.一種數(shù)字濾波器，其特征在于，采用權(quán)利要求范圍的第6項(xiàng)中記載的數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法而設(shè)計(jì)。
15.一種數(shù)字濾波器，其特征在于，具有多個(gè)帶由延遲器構(gòu)成的抽頭的延遲線，通過權(quán)利要求范圍的第1項(xiàng)中記載的濾波器設(shè)計(jì)法而求得的濾波器系數(shù)，將各抽頭的信號(hào)分別變?yōu)閿?shù)倍后，再加算并輸出。
16.一種數(shù)字濾波器，其特征在于，具有多個(gè)帶由延遲器構(gòu)成的抽頭的延遲線，通過權(quán)利要求范圍的第6項(xiàng)中記載的濾波器設(shè)計(jì)法而求得的濾波器系數(shù)，將各抽頭的信號(hào)分別變?yōu)閿?shù)倍后，再加算并輸出。
17.一種數(shù)字濾波器，是將根據(jù)以預(yù)定的基本的數(shù)值列為濾波器系數(shù)的基本單元濾波器所制成的、有相互共通的通帶的1個(gè)以上的單元濾波器進(jìn)行級(jí)聯(lián)連接構(gòu)成的。
18.一種數(shù)字濾波器，是將根據(jù)以預(yù)定的基本的數(shù)值列為濾波器系數(shù)的基本單元濾波器所制成、有較寬的通帶的單元濾波器，與所制成的使在上述單元濾波器的通帶中各通帶相互重復(fù)的高通濾波器和低通濾波器進(jìn)行級(jí)聯(lián)而構(gòu)成的。
19.一種數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，通過將使用權(quán)利要求范圍的第1項(xiàng)中記載的設(shè)計(jì)方法而生成的濾波器列分配在1個(gè)以上的模塊中，并將對(duì)應(yīng)各模塊的最終生成系數(shù)的1個(gè)以上的濾波器進(jìn)行級(jí)聯(lián)連接，來進(jìn)行數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)。
20.一種數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，通過將使用權(quán)利要求范圍的第6項(xiàng)中記載的設(shè)計(jì)方法而生成的濾波器列分配在1個(gè)以上的模塊中，并將對(duì)應(yīng)各模塊的最終生成系數(shù)的1個(gè)以上的濾波器進(jìn)行級(jí)聯(lián)連接，來進(jìn)行數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)。
21.一種數(shù)字濾波器，是通過將使用權(quán)利要求范圍的第1項(xiàng)中記載的設(shè)計(jì)方法而生成的濾波器列分配在1個(gè)以上的模塊中，并將對(duì)應(yīng)各模塊的最終生成系數(shù)的1個(gè)以上的濾波器進(jìn)行級(jí)聯(lián)連接而構(gòu)成的。
22.一種數(shù)字濾波器，是通過將使用權(quán)利要求范圍的第6項(xiàng)中記載的設(shè)計(jì)方法而生成的濾波器列分配在1個(gè)以上的模塊中，并將對(duì)應(yīng)各模塊的最終生成系數(shù)的1個(gè)以上的濾波器進(jìn)行級(jí)聯(lián)連接而構(gòu)成的。
全文摘要
本發(fā)明的數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法，是通過將以預(yù)定的基本的數(shù)值列為濾波器系數(shù)的基本單元濾波器、制成中心頻率Fc有共同通帶的高通單元濾波器H15和低通單元濾波器L13，并將它們進(jìn)行級(jí)聯(lián)連接以設(shè)計(jì)帶通濾波器，通過這樣可以不需要通過多種單元濾波器組合的特性值彼此之間的相抵以抽出所需頻帶，僅通過高通單元濾波器H15和低通單元濾波器L13的級(jí)聯(lián)連接，便可將相互重疊的部分作為帶通濾波器的通帶抽取出。
文檔編號(hào)H03H17/02GK1669220SQ0381693
公開日2005年9月14日 申請(qǐng)日期2003年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月15日
發(fā)明者小柳裕喜生 申請(qǐng)人:神經(jīng)網(wǎng)路處理有限公司