[發明專利]一種可變子帶數字濾波器

有效

• 申請號: 201510252334.2
• 申請日: 2015-05-18
• 公開（公告）號: CN104883157B
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 黃銳敏;朱述偉;李國剛;凌朝東
• 申請（專利權）人: 華僑大學
• 主分類號: H03H17/02
• 分類號: H03H17/02
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司35204
• 代理人: 張松亭,林燕玲

1.一種可變子帶數字濾波器，用于將[0,2π]頻帶分解為M個均勻子帶進行選通濾波，包括濾波輸入端和濾波輸出端，其特征在于：其結構包括直接型FIR濾波器，直接型FIR濾波器實現的結構如下，包括濾波輸入端、濾波輸出端、M-1個單位延遲單元、M-1個合成累加器、M個可變系數乘法器和M個多相濾波器；該濾波輸入端一路連接第0相多相濾波器輸入端，另一路經M-1個單位延遲單元依次延遲構成M-1級延遲支路；該M-1級延遲支路分別連接第一至第M-1相多相濾波器輸入端；M個多相濾波器的輸出端分別連接到M個可變系數乘法器的一個輸入端，而M個可變系數乘法器的另一輸入端分別連接M個可變系數S_i，其中i為所連接多相濾波器的序號，i＝0、1、2…M-1，為各個選通子帶調制系數之和，k為選通子帶的序號，0≤k≤M-1；該第0至第M-2可變系數乘法器的輸出端分別連接第一至第M-1合成累加器的一輸入端，該第M-1可變系數乘法器輸出端連接第M-1合成累加器另一輸入端，第M-1合成累加器依次累加至第一合成累加器，該第一合成累加器的輸出端作為濾波輸出端。

2.如權利要求1所述的一種可變子帶數字濾波器，其特征在于：所述多相濾波器包括子濾波輸入端，子濾波輸出端、N個常系數乘法器、N-1個M延遲單元和N-1個加法器；該子濾波輸入端一路連接第一個常系數乘法器輸入端，另一路經N-1個M延遲單元依次延遲構成N-1級延遲支路；該N-1級延遲支路分別連接第二個至第N個常系數乘法器輸入端，第一至第N個常系數乘法器的另一個輸入端分別連接濾波器系數h₀至h_N-1，該第一至第N-1個常系數乘法器的輸出端分別連接第一至第N-1個加法器輸入端，該第N個常系數乘法器的輸出端連接第N-1加法器的另一輸入端，第N-1加法器依次累加至第一加法器，該第一加法器的輸出端作為子濾波輸出端。

3.一種可變子帶數字濾波器，用于將[0,2π]頻帶分解為M個均勻子帶進行選通濾波，包括濾波輸入端和濾波輸出端，其特征在于：其結構包括轉置型FIR濾波器，其實現的結構如下，包括M-1個單位延遲單元、M-1個合成累加器、M個可變系數乘法器和M個多相濾波器；該濾波輸入端分成M支路，該M支路分別連接第0至第M-1個多相濾波器輸入端；M個多相濾波器的輸出端分別連接到M個可變系數乘法器的一個輸入端，而M個可變系數乘法器的另一輸入端為M個可變系數S_i，其中i為所連接多相濾波器的序號，i＝0、1、2…M-1，為各個選通子帶調制系數之和，k為選通子帶的序號，0≤k≤M-1；該第0至第M-2可變系數乘法器輸出端分別連接第一至第M-1合成累加器輸入端，該第M-1可變系數乘法器輸出端經第M-1延遲單元連接第M-1合成累加器另一輸入端，該第M-1合成累加器至第一合成累加器的輸出端分別經第M-2延遲單元至第一延遲單元連接至上一級合成累加器輸入端，該第一合成累加器輸出端作為濾波輸出端。

4.如權利要求3所述的一種可變子帶數字濾波器，其特征在于：所述多相濾波器包括子濾波輸入端、子濾波輸出端、N個常系數乘法器、N-1個M延遲單元和N-1個加法器；該子濾波輸入端分成N支路，該N支路分別連接第一至第N個常系數乘法器的一個輸入端，該N個常系數乘法器的另一個輸入端分別連接濾波器系數h₀至h_N-1，該第一至第N-1個常系數乘法器輸出端分別連接第一至第N-1加法器輸入端，該第N個常系數乘法器輸出端經第N-1個M延遲單元連接至第N-1加法器另一輸入端，該第N-1加法器至第一加法器的輸出端分別經第N-2延遲單元至第一延遲單元連接至上一級加法器輸入端，該第一加法器輸出端作為子濾波輸出端。

5.如權利要求3所述的一種可變子帶數字濾波器，其特征在于：所述的合成累加器為采用進位保留和流水線結構以減少加法器的運算延遲。

6.如權利要求1或3所述的一種可變子帶數字濾波器，其特征在于：所述的單位延遲單元、合成累加器、多相濾波器和可變系數乘法器均為采用兩通道對同相和正交信號同步進行濾波的復數運算單元。