[發明專利]一種二階IIR數字陷波器及參數量化方法

有效

• 申請號: 201810196437.5
• 申請日: 2018-03-09
• 公開（公告）號: CN108566179B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 北京北方聯星科技有限公司
• 主分類號: H03H17/04
• 分類號: H03H17/04;H03H21/00
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 吳小燦

1.一種二階IIR數字陷波器，其特征在于，所述二階IIR數字陷波器的傳遞函數為其中b0,b1,b2,a1,a2為因果穩定LTI線性時不變系統的二階IIR濾波器差分方程的量化參數，r,w0分別為因果穩定LTI線性時不變系統的二階IIR陷波器差分方程的極點的極徑，極角；

所述量化參數滿足：b0＝b2,b1＝a1；僅需對三個參數b0,a1,a2進行定點量化；

所述陷波器在固定帶寬情況下，b0,a2兩個參數是固定的，其中r可通過MATLAB的二階巴特沃斯濾波器產生；

所述陷波器在固定帶寬情況下，僅1個參數是隨干擾頻點而動態變化的，公式為其中，r是接近于1的正數，fj為干擾頻點，Fs為采樣率。

2.根據權利要求1所述的二階IIR數字陷波器，其特征在于，所述陷波器在固定帶寬情況下，隨干擾頻點變化的a1由查三角函數表，線性擬合，分段線性擬合，或者cordic算法的方法實現。

3.根據權利要求1至2之一所述的二階IIR數字陷波器，其特征在于，所述陷波器的結構包括但不限于直接I型實現、直接II型實現或者轉置直接II型實現。

4.一種二階IIR數字陷波器參數量化方法，其特征在于，

(1)將理論陷波器進行幅值為r的調整，即：其中，r,w0分別為因果穩定LTI線性時不變系統的二階IIR陷波器差分方程的極點的極徑，極角；

(2)對Hd(z)進行參數量化，即其中，b0,b1,b2,a1,a2為量化參數；

(3)通過參數配置，降低參數量化誤差導致的零點極角和極點極角偏差，實現全頻帶的陷波器零極點匹配和通帶內濾波性能的平坦；

所述量化參數滿足：b0＝b2,b1＝a1；僅需對三個參數b0,a1,a2進行定點量化；

所述陷波器在固定帶寬情況下，b0,a2兩個參數是固定的，其中r可通過MATLAB的二階巴特沃斯濾波器產生；

所述陷波器在固定帶寬情況下，僅1個參數是隨干擾頻點而動態變化的，公式為其中，r是接近于1的正數，fj為干擾頻點，Fs為采樣率。

5.根據權利要求4所述的參數量化方法，其特征在于，三個參數b0,a1,a2的量化誤差分別為e(b0),e(a1),e(a2)，且

e(b₀)∈(-C*2^-2M，+C*2^-2M)

e(a₁)∈(-C*2^-2M，+C*2^-2M)

e(a₂)∈(-C*2^-2M，+C*2^-2M)

其中M為量化的比特數,C為量化范圍；

極點極角和零點極角的差值定義為：

各參數量化誤差導致的零點極角和極點極角差的誤差e(θ_td)為：

6.根據權利要求5所述的參數量化方法，其特征在于，隨干擾頻點變化的a1由查三角函數表，線性擬合，分段線性擬合，或者cordic算法的方法實現。

7.根據權利要求6所述的參數量化方法，其特征在于，固定帶寬情況下，在干擾頻點接近Fs/4時，有a₁→0，b₀→1，a₂→1，零點極角和極點極角的差θ_td對各參數的量化誤差e(a1)、e(b0)和e(a2)均不敏感。