滤波器和电子设备制造技术

一种滤波器和电子设备，其中，滤波器设置通带、过渡带和多个滤波子带，滤波器包括：第一移频模块，用于对输入信号进行第一移频操作得到移频后的输入信号，以防止过渡带落入相邻的滤波子带的交界部分；子带分离模块，用于根据滤波子带，从移频后的输入信号中分离出各个子带信号；边缘滤波模块，用于对分离出的子带信号进行滤波，以保留位于通带的子带信号，部分滤除所述过渡带所在的子带信号，全部滤除其他子带信号，以得到滤波后的子带信号；子带合并模块，用于将滤波后的子带信号进行合并；第一逆移频模块，用于将合并后的子带信号进行第一移频操作的逆操作，得到输出信号。该滤波器能够实现窄过渡带滤波，且复杂度低。且复杂度低。且复杂度低。

【技术实现步骤摘要】
滤波器和电子设备


[0001]本专利技术涉及信号处理领域，具体地涉及一种滤波器和电子设备。

技术介绍

[0002]数字滤波器通常包括两种结构:有限冲击响应(Finite Impulse Response，简称FIR)滤波器以及无限冲击响应(Infinite Impulse Response，简称IIR)滤波器。FIR滤波器是最常用的滤波器，它易于实现线性相位的需求，同时具有稳定的特征。IIR滤波器相较FIR滤波器实现资源小很多，但因为存在稳定性问题，以及不易实现线性相位的原因，在实际中应用不太广泛。
[0003]在各类数据通信中，常使用数字滤波器对信号(例如，语音信号)进行处理。数字滤波器是在数字域中实现选频的一种常用装置，其可以使信号中特定的频率成分通过，而极大地衰减其他频率成分。滤波器的通带和阻带之间的频率范围被成为过渡带，为了充分利用频谱资源，通常要求滤波器具有相对较窄的过渡带。但当滤波器的过渡带非常窄时，FIR滤波器的阶数非常的高，且滤波器的设计复杂，也在实现时对资源的要求也高。
[0004]综上，如何提供一种低复杂度窄过渡带的数字滤波器，成为当前亟需解决的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术解决的技术问题是如何提供一种低复杂度窄过渡带的数字滤波器。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供一种滤波器，所述滤波器设置通带、过渡带和多个滤波子带，包括：第一移频模块，用于对输入信号进行第一移频操作得到移频后的输入信号，以防止所述过渡带落入相邻的滤波子带的交界部分；子带分离模块，用于根据所述滤波子带，从所述移频后的输入信号中分离出各个子带信号；边缘滤波模块，用于对分离出的子带信号进行滤波，以保留位于所述通带的子带信号，部分滤除所述过渡带所在的子带信号，全部滤除其他子带信号，以得到滤波后的子带信号；子带合并模块，用于将滤波后的子带信号进行合并；第一逆移频模块，用于将合并后的子带信号进行所述第一移频操作的逆操作，得到输出信号。
[0007]可选的，对所述输入信号进行第一移频操作时，移频的偏置频率f
offset
按照如下公式确定：其中，f
s
为对所述输入信号的采样频率，M为所述输入信号中的子带信号的数量，通带频点与相邻的滤波子带的中心频率的偏差通过以下述公式表示：通过以下述公式表示：其中，f
p
为所述输入信号的频点，round()表示对括号内数值按照四舍五入取整。
[0008]可选的，所述边缘滤波模块包括：零增益单元，用于将所述其他子带信号的增益设为零，以全部滤除其他子带信号；滤波单元，用于对所述过渡带所在的子带信号进行非对称
滤波，以部分滤除所述过渡带所在的子带信号，得到滤波单元的输出信号，其中，所述滤波单元具有延迟；延迟单元，用于对位于通带的子带信号进行延迟处理，得到延迟单元的输出信号，所述延迟单元的输出信号与所述滤波单元的输出信号时域对齐；其中，所述滤波后的子带信号包括所述滤波单元的输出信号和所述延迟单元的输出信号。
[0009]可选的，所述滤波单元包括：第二移频子单元，用于对所述过渡带所在的子带信号进行第二移频操作；所述低通滤波器，用于对第二移频子单元的输出信号进行非对称滤波，所述低通滤波器的系数为实数；第二逆移频子单元，用于对所述实数滤波器的输出信号进行所述第二移频操作的逆操作。
[0010]可选的，所述滤波单元包括系数为复数的低通滤波器，用于对所述过渡带所在的子带信号进行非对称滤波，以部分滤除所述过渡带所在的子带信号，得到滤波单元的输出信号。
[0011]可选的，所述第一移频模块包括：数控振荡器，用于生成振荡信号；乘法器，用于将所述输入信号和振荡信号相乘，以对所述输入信号进行第一移频操作。
[0012]可选的，所述滤波器还包括：降速模块，所述子带分离模块输出的子带信号经由所述降速模块传输至所述边缘滤波模块，所述降速模块用于对各个子带信号进行降速处理。
[0013]可选的，所述子带分离模块用于对所说移频后的输入信号进行分析滤波和快速离散变换处理，得到各个所述子带信号；所述子带合并模块，用于对所述滤波后的子带信号进行快速逆离散变换处理以及综合滤波，以将滤波后的子带信号进行合并。
[0014]本专利技术实施例还提供一种电子设备，所述电子设备包括如上所述的滤波器。
[0015]与现有技术相比，本专利技术实施例的技术方案具有以下有益效果：
[0016]在本专利技术实施例提供的滤波器中，增加了第一移频模块将滤波器的过渡带移离两相邻滤波子带的交界部分，边缘滤波模块对不同的子带信号执行不同的滤波操作，再通过第一逆移频模块将滤波器的过渡带移回原位。边缘滤波模块的具体操作为保留位于所述通带的子带信号，部分滤除所述过渡带所在的子带信号，全部滤除其他子带信号，以得到滤波后的子带信号。相较于现有技术中的DFTFB，本专利技术实施例中的滤波器能够适用于任何带宽需求的滤波，其可以在低速下运行，所需的额外资源极少。同时，滤波器包括的滤波子带个数可以很小，能够有效减小滤波的延迟。
[0017]进一步，边缘滤波模块保留位于通带的子带信号，对过渡带所在的子带信号进行非对称滤波以部分保留过渡带所在的子带信号，全部滤除其他子带信号。由此，使得本专利技术的滤波器能够灵活地支持不通的滤波需求。
附图说明
[0018]图1为现有技术中一种FRM滤波器的结构示意图；
[0019]图2为现有技术中一种DFTFB的结构示意图；
[0020]图3为图2中DFTFB的一种输出频谱的示意图；
[0021]图4为本专利技术实施例的一种滤波器的结构示意图；
[0022]图5为图4中第一移频模块在一个具体实施例中的结构示意图；
[0023]图6为本专利技术实施例的一种滤波器进行滤波的频谱图；
[0024]图7为本专利技术实施例的一种分析滤波器组的结构示意图；
[0025]图8为本专利技术实施例的一种综合滤波器组的结构示意图
[0026]图9位本专利技术实施例的一种边缘滤波模块的滤波器组的示意图；
[0027]图10为本专利技术实施例的一种滤波单元的结构示意图；
[0028]图11为本专利技术实施例的一种滤波单元的频谱图。
具体实施方式
[0029]如
技术介绍
所言，在传统数字滤波器中，当滤波器的过渡带非常窄时，FIR滤波器的阶数非常的高，且滤波器的设计复杂，也在实现时对资源的要求也高。
[0030]滤波器的性能参数包括：通带带宽(以
‑
f
p
～f
p
表示)、截止带宽(也可称为阻带带宽，以
‑
f
c
～f
c
表示)、通带纹波δ
p
和带外抑制δ
c
。其中，通道纹波δ
p
表示在滤波器的频响中通带的最大幅值和最小幅值的差，带外抑制δ
c
表示滤波器对通带以外的信号的抑制程度。在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种滤波器，其特征在于，所述滤波器设置通带、过渡带和多个滤波子带，所述滤波器包括：第一移频模块，用于对输入信号进行第一移频操作得到移频后的输入信号，以防止所述过渡带落入相邻的滤波子带的交界部分；子带分离模块，用于根据所述滤波子带，从所述移频后的输入信号中分离出各个子带信号；边缘滤波模块，用于对分离出的子带信号进行滤波，以保留位于所述通带的子带信号，部分滤除所述过渡带所在的子带信号，全部滤除其他子带信号，以得到滤波后的子带信号；子带合并模块，用于将滤波后的子带信号进行合并；第一逆移频模块，用于将合并后的子带信号进行所述第一移频操作的逆操作，得到输出信号。2.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，对所述输入信号进行第一移频操作时，移频的偏置频率f
offset
按照如下公式确定：其中，f
s
为对所述输入信号的采样频率，M为所述输入信号中的子带信号的数量，通带频点与相邻的滤波子带的中心频率的偏差通过以下述公式表示：其中，f
p
为所述输入信号的频点，round()表示对括号内数值按照四舍五入取整。3.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述边缘滤波模块包括：零增益单元，用于将所述其他子带信号的增益设为零，以全部滤除其他子带信号；滤波单元，用于对所述过渡带所在的子带信号进行非对称滤波，以部分滤除所述过渡带所在的子带信号，得到滤波单元的输出信号，其中，所述滤波单元具有延迟；延迟单元，用于对位于通带的子带信号进行延迟处理，得到延迟单元的输出信号，所述延迟单元的...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊学泉，谭飞鸿，
申请(专利权)人：广州思信电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：