一种对称Farrow结构分数时延滤波器设计方法

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作者 贾可新 陈阳 《雷达科学与技术》 北大核心 2025年第4期417-423,432,共8页

为了通过控制滤波器频率响应逼近精度,尽可能降低实现结构的复杂度,获得滤波器系数的全局最优解,提出了一种基于二阶锥规划的对称Farrow结构分数时延滤波器设计方法。这种方法根据FIR滤波器的线性相位特性,构建加权最小二乘拟合目标函... 为了通过控制滤波器频率响应逼近精度,尽可能降低实现结构的复杂度,获得滤波器系数的全局最优解,提出了一种基于二阶锥规划的对称Farrow结构分数时延滤波器设计方法。这种方法根据FIR滤波器的线性相位特性,构建加权最小二乘拟合目标函数和频率响应误差约束条件,并将约束转化为线性不等式约束,可将对称Farrow结构分数时延滤波器设计转化为一个凸优化求解问题。该问题可利用二阶锥规划方法进行求解,获得满足幅频和相频误差约束的全局最优滤波器系数。通过在仿真实验中对比分析所提方法与其他4种方法,验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 分数时延滤波器 对称farrow结构 二阶锥规划 加权最小二乘 频率响应

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一种基于Farrow滤波器的并行采样时间误差校正 被引量：20

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作者 刘艳茹 田书林 +1 位作者 王志刚 潘卉青 《电子测量与仪器学报》 CSCD 2010年第1期50-54,共5页

用Farrow结构滤波器对并行采样信号进行时间误差校正,通过DSPBuilder软件将设计的滤波器模型转化为硬件语言,利于FPGA实现。此方法在时间误差改变的情况下也无需改变滤波器系数,易于实时校正,适用范围宽广。随着过采样倍数的增大或滤波... 用Farrow结构滤波器对并行采样信号进行时间误差校正,通过DSPBuilder软件将设计的滤波器模型转化为硬件语言,利于FPGA实现。此方法在时间误差改变的情况下也无需改变滤波器系数,易于实时校正,适用范围宽广。随着过采样倍数的增大或滤波器阶数的增加,校正后信号无杂散动态范围SFDR提升幅度增大。实验结果表明该方法能有效抑制时间误差所引入的杂散频谱,提高信号的无杂散动态范围,具有较高可行性。 展开更多

关键词 时间交替 时间误差 farrow滤波器 无杂散动态范围

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一种Farrow结构数字延时滤波器的设计 被引量：9

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作者 王伟 《电讯技术》 北大核心 2018年第5期601-606,共6页

普通数字延时滤波器虽然结构简单,但系数计算过程复杂,在延时参数快速变化时,系数更新速度无法满足实时性要求,在工程应用上受限制。采用Farrow结构数字延时滤波器能够更加灵活高效地进行分数延时滤波,延时参数改变时,无需重新计算滤波... 普通数字延时滤波器虽然结构简单,但系数计算过程复杂,在延时参数快速变化时,系数更新速度无法满足实时性要求,在工程应用上受限制。采用Farrow结构数字延时滤波器能够更加灵活高效地进行分数延时滤波,延时参数改变时,无需重新计算滤波器系数,更容易在现场可编程门阵列(FPGA)上实现。介绍了一种Farrow结构数字延时滤波器,提出采用基于对称结构的滤波器系数求解方法,并经过加权优化,获得最终Farrow滤波器的系数。系数计算过程中,通过对设计所得Farrow滤波器延时精度和误差的分析,调整加权因子的取值和滤波器阶数,进而提高延时精度。计算机仿真结果证明了加权对称系数求解Farrow滤波器系数方法的有效性和实用性。 展开更多

关键词 数字延时滤波器 分数延时 farrow结构 校正精度

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实时校正时间误差的Farrow结构滤波器设计 被引量：5

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作者 秦小芳 龙兵 +1 位作者 曾浩 潘卉青 《电子测量技术》 2011年第8期27-30,共4页

实现1种基于Farrow结构分数时延(Fractional Delay,FD)滤波器对并行采样中时间非均匀误差的实时校正。采用优化设计的方法,求解Farrow结构FD滤波器的各子滤波器系数,在尽可能资源消耗少的情况下,使设计偏差较小,保证后续时延误差估计和... 实现1种基于Farrow结构分数时延(Fractional Delay,FD)滤波器对并行采样中时间非均匀误差的实时校正。采用优化设计的方法,求解Farrow结构FD滤波器的各子滤波器系数,在尽可能资源消耗少的情况下,使设计偏差较小,保证后续时延误差估计和校正的精度,并在Xilinx的FPGA中实现时间误差的校正。理论分析和实验结果表明本算法具有稳定性,算法所设计滤波器可用于动态时间补偿,所设计滤波器结构简单,资源消耗少,易于在硬件中实现,且校正效果明显。 展开更多

关键词 farrow结构 FD滤波器 FPGA 最优化方法 VERILOG HDL

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基于Farrow结构的多径信道小数时延模拟方法 被引量：2

5

作者 胡雪南 姜雪松 +2 位作者 程远杰 刘景鑫 李添 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2024年第8期237-244,共8页

在信道模拟的过程中,为了更加逼近真实的通信场景,信道模拟器需要达到非常高的多径时延精确度,这对信道模拟器的仿真能力提出了更高的要求。信道模型的处理和加载任务通常在数字基带内实现,其时钟分辨率是有限的,需要借助Farrow结构小... 在信道模拟的过程中,为了更加逼近真实的通信场景,信道模拟器需要达到非常高的多径时延精确度,这对信道模拟器的仿真能力提出了更高的要求。信道模型的处理和加载任务通常在数字基带内实现,其时钟分辨率是有限的,需要借助Farrow结构小数滤波器来实现更高时延精度。为实现超高精度的时延模拟,根据信道模拟算法的特点,采取DSP与分布式乘法混用的方式对Farrow结构小数滤波器进行了优化设计。设计方案在创远信科的信道模拟器Pathrrot-X80上执行了验证和测试。结果表明,改进的Farrow滤波器的结构设计大幅度降低了FPGA计算资源的消耗,使得小数延时算法能够在高时延精度和低资源开销之间达到平衡;多径时延精度在低频段的测试结果与理论推算基本吻合,满足信道模拟所期望的0.1 ns的要求;时延精度在高频段与理论推算出入较大,为了达到更好的性能或更小的信号失真,可以考虑提升滤波器阶数,或寻找更优的系数计算算法。 展开更多

关键词 信道模拟器 小数时延 farrow滤波器 FPGA

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分数阶插入式前馈重复控制及单相并网逆变器应用 被引量：1

6

作者 赵强松 周国辉 夏元清 《控制理论与应用》 北大核心 2025年第6期1114-1123,共10页

针对传统插入式重复控制器(PRC)在弱电网频率波动时控制性能下降的问题,本文提出一种基于Farrow结构滤波器的分数阶插入式前馈重复控制(FOPFRC)方法.首先,采用前馈重复控制内模结构优化PRC的内模,改善系统应对电网频率波动的鲁棒性;其次... 针对传统插入式重复控制器(PRC)在弱电网频率波动时控制性能下降的问题,本文提出一种基于Farrow结构滤波器的分数阶插入式前馈重复控制(FOPFRC)方法.首先,采用前馈重复控制内模结构优化PRC的内模,改善系统应对电网频率波动的鲁棒性;其次,采用Farrow结构滤波器实时逼近由电网频率波动导致的分数阶延迟,使前馈重复控制的谐振频率实时跟踪电网频率,进一步改善控制系统在电网频率波动时的谐波抑制性能;最后,给出了FOPFRC系统的稳定性分析和控制器参数优化设计方法.实验结果证明,提出的FOPFRC方法在电网电压畸变、电网频率波动以及电网电压突变等弱电网工况下具有较强的谐波抑制能力和较好的动态性能. 展开更多

关键词 分数阶延迟 重复控制 farrow结构滤波器 谐波抑制 频率波动

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超奈奎斯特水声通信稀疏自适应自迭代均衡算法

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作者 褚润聪 武岩波 +2 位作者 朱敏 徐锐 寇旭 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第6期1187-1196,共10页

针对超奈奎斯特水声通信中的符号间干扰问题,本文提出基于数据重用改进比例递归最小二乘的稀疏自适应自迭代均衡算法,在软均衡器自迭代中更新均衡器系数和后验软判决符号,并根据超奈奎斯特信号加速因子调整算法稀疏度,在正交相移键控和... 针对超奈奎斯特水声通信中的符号间干扰问题,本文提出基于数据重用改进比例递归最小二乘的稀疏自适应自迭代均衡算法,在软均衡器自迭代中更新均衡器系数和后验软判决符号,并根据超奈奎斯特信号加速因子调整算法稀疏度,在正交相移键控和八相移键控调制下给出稀疏度因子和加速因子的拟合关系。仿真和试验证明:该算法具有更优的均衡性能和收敛速度,在距离为10 km的浅海水平通信海试中,实现了频谱效率为2.14 bits/(s·Hz)的超奈奎斯特信号无错误译码传输。 展开更多

关键词 水声通信 超奈奎斯特 farrow滤波器 TURBO均衡 软译码器 软均衡器 自适应算法 改进成比例递归最小二乘 数据重用

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用于中红外痕量气体检测的光电信号高速采集系统设计 被引量：10

8

作者 吕默 陈晨 王一丁 《激光杂志》 北大核心 2016年第2期26-29,共4页

在中红外波段,大多数气体分子吸收光谱的线宽都很窄,因此红外光电探测器输出信号为窄脉冲信号。对此脉冲信号的处理要求前置放大器必须兼具精度与速度,而对放大器输出信号的采集也需要在保证带宽的情况下尽量提高数字化的精度。本文中... 在中红外波段,大多数气体分子吸收光谱的线宽都很窄,因此红外光电探测器输出信号为窄脉冲信号。对此脉冲信号的处理要求前置放大器必须兼具精度与速度,而对放大器输出信号的采集也需要在保证带宽的情况下尽量提高数字化的精度。本文中设计了高速并行采样电路,利用两片双通道高速ADC实现了1GSPS的采样速度与12bit的垂直分辨率。信号链的最后一环是FPGA数据处理电路,我们应用CORDIC算法对采集系统的时间误差进行了校正。本文最后给出了光电信号高速采集电路的设计与测试结果,在输入参考信号频率为100MHz时,采集系统整体信噪比达到60d B,无杂散动态范围达到70d B。 展开更多

关键词 痕量气体检测 时间交替并行采样系统 farrow滤波器 CORDIC算法

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一种时间交替ADC时间失配误差自适应校正方法 被引量：20

9

作者 秦国杰 刘国满 +2 位作者 高梅国 傅雄军 许芃 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期2730-2735,共6页

时间失配误差是时间交替并行采集系统的失配误差中最主要且影响最大的误差。针对该问题,提出了一种基于Farrow结构分数延迟滤波器结合自适应估计对时间失配误差进行数字校正的方法。分数延迟滤波器可以在有限带宽信号采样点之间进行插... 时间失配误差是时间交替并行采集系统的失配误差中最主要且影响最大的误差。针对该问题,提出了一种基于Farrow结构分数延迟滤波器结合自适应估计对时间失配误差进行数字校正的方法。分数延迟滤波器可以在有限带宽信号采样点之间进行插值。该方法可以对奈奎斯特频率以内的输入信号进行补偿校正,同时适用于任意通道数的时间交替ADC。仿真结果表明,该方法能够对时间失配误差进行精确估计,同时能够有效地抑制杂散分量,校正效果良好。最后,在实际的时间交替采集系统中验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 时间交替ADC 时间失配误差 farrow结构分数延迟滤波器 自适应校正

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全数字接收机中一种基于并行流水线与快速FIR算法的插值滤波器结构及其实现 被引量：9

10

作者 邓军 杨银堂 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第9期2089-2094,共6页

该文在对已有的拉格朗日立方插值滤波器Farrow结构进行分析和研究的基础上,使用了流水线技术和并行处理技术来提高滤波器的速度。在此基础上提出了基于快速FIR算法的结构,降低了并行的Farrow结构的复杂度。对该算法结构进行了仿真,并在F... 该文在对已有的拉格朗日立方插值滤波器Farrow结构进行分析和研究的基础上,使用了流水线技术和并行处理技术来提高滤波器的速度。在此基础上提出了基于快速FIR算法的结构,降低了并行的Farrow结构的复杂度。对该算法结构进行了仿真,并在FPGA上实现。分析结果表明,改进后的结构有更快的运行速度和更低的功耗。 展开更多

关键词 全数字接收机 插值滤波器 farrow结构 快速FIR算法

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全数字接收机中一种低功耗插值滤波器结构及其VLSI实现 被引量：4

11

作者 邓军 杨银堂 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期320-325,共6页

插值滤波器的设计是全数字接收机中码元同步算法的关键技术.本文主要探求一种适合于VLSI实现的插值滤波器结构,在拉格朗日立方插值滤波器的Farrow结构基础上,融入了流水线技术和并行处理技术以提高滤波器运算速率.对改进后的结构与原结... 插值滤波器的设计是全数字接收机中码元同步算法的关键技术.本文主要探求一种适合于VLSI实现的插值滤波器结构,在拉格朗日立方插值滤波器的Farrow结构基础上,融入了流水线技术和并行处理技术以提高滤波器运算速率.对改进后的结构与原结构进行复杂度对比、运算速率对比和功耗对比,并在FPGA上实现.仿真与实现结果表明,该结构有着更快的运行速度、更低的功耗. 展开更多

关键词 全数字接收机 VLSI 插值滤波器 farrow结构

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VFD滤波器的导航信道模拟器动态时延模拟方法 被引量：2

12

作者 沙海 黄新明 +2 位作者 张鑫 牟卫华 欧钢 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期61-65,共5页

针对卫星导航信道模拟器信号仿真中,传统伪距多普勒模拟方法瞬时控制精度差、滤波器资源占用较大的不足,提出了基于拉格朗日插值延迟滤波器及Farrow结构实现的伪距多普勒模拟方法。在分析信道模拟器系统架构的基础上,建立了多普勒模拟... 针对卫星导航信道模拟器信号仿真中,传统伪距多普勒模拟方法瞬时控制精度差、滤波器资源占用较大的不足,提出了基于拉格朗日插值延迟滤波器及Farrow结构实现的伪距多普勒模拟方法。在分析信道模拟器系统架构的基础上,建立了多普勒模拟方法的模型,包括延时计算模块和可变延迟滤波器两部分。与多速率采样数字延迟滤波器方法比较,该方法滤波器系数个数约为后者的0.2%,并且改变时延特性时,仅需更新1个参数。信道模拟器实测数据结果表明使用该方法伪码多普勒模拟精度可以达到0.1mHz。 展开更多

关键词 卫星导航 信道模拟器 伪距多普勒 可变分数延迟滤波器 farrow结构

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基于MATLAB并行处理的前向定时同步方法研究 被引量：2

13

作者 顾祥龙 王元钦 +2 位作者 郑海昕 张东 超成斌 《无线电通信技术》 2013年第3期36-38,42,共4页

采用延时共轭相乘前向定时算法和基于FARROW结构的内插滤波器实现对QPSK信号的符号同步,针对拉格朗日内插滤波过程串行实现用时较长的问题,提出将内插滤波过程并行实现的优化方法,并在matlab中通过matlabpool命令启动多个处理单元,利用... 采用延时共轭相乘前向定时算法和基于FARROW结构的内插滤波器实现对QPSK信号的符号同步,针对拉格朗日内插滤波过程串行实现用时较长的问题,提出将内插滤波过程并行实现的优化方法,并在matlab中通过matlabpool命令启动多个处理单元,利用关键字parfor将整个插值滤波循环分解为多个子循环,每个子循环同时对不同列并行插值滤波,仿真结果证明这一方法大大调高了同步速度,对基于高性能计算的软件解调系统的设计具有指导意义。 展开更多

关键词 定时同步 farrow滤波 Matlab并行实现 QPSK

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一种宽带DAC芯片中小数延时电路设计与实现 被引量：1

14

作者 吴俊杰 张理振 刘海涛 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2021年第2期89-95,共7页

小数延时电路是高速数模转换器(DAC)中的关键电路,采用小数延迟电路能够实现高速系统链路中不同通道间延时的匹配。文中首先分析了基于Farrow结构的拉格朗日插值滤波器,其次对小数延时滤波器算法进行了原型的仿真验证,然后,采用Verilog... 小数延时电路是高速数模转换器(DAC)中的关键电路,采用小数延迟电路能够实现高速系统链路中不同通道间延时的匹配。文中首先分析了基于Farrow结构的拉格朗日插值滤波器,其次对小数延时滤波器算法进行了原型的仿真验证,然后,采用Verilog硬件描述语言对延迟电路进行了实现并完成逻辑仿真验证,最后在55nmCMOS工艺完成了版图实现,并通过后仿真完成了芯片流片。测试结果表明在2.5 GHz外部时钟频率下,在奈奎斯特带宽内能够实现1/200采样周期精度的小数延迟性能。 展开更多

关键词 小数延时 滤波器 farrow结构

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基于PC软件的时间交织ADC误差校准 被引量：2

15

作者 许川佩 王露生 《计算机工程与设计》 北大核心 2019年第6期1788-1795,共8页

自从时间交织ADC作为高采样率、高速的ADC有效解决方案以来,高速的TIADC误差校准对硬件结构的设计要求更高,成本也会相应增加。为此提出基于PC机使用软件编程的方式进行误差校准,利用计算机快速、高效和超大的缓存能力等性能特性,采用... 自从时间交织ADC作为高采样率、高速的ADC有效解决方案以来,高速的TIADC误差校准对硬件结构的设计要求更高,成本也会相应增加。为此提出基于PC机使用软件编程的方式进行误差校准,利用计算机快速、高效和超大的缓存能力等性能特性,采用基于数据统计理论分析的方法完成偏置、增益和时间误差估计,复合公式校准偏置、增益误差,对于时间误差采用拉格朗日插值的Farrow结构分数延时滤波器进行校准。软件系统在搭建的基于双通道数据采集系统平台上进行验证,验证结果表明,ADC的SNR和ENOB都有一定提升;分析结果表明,PC机可以实时地处理高达16G/s速率的采样数据。 展开更多

关键词 时间交织采样 软件校准 数据统计 拉格朗日插值farrow结构滤波器 ADC动态性能

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一种低复杂度最小均方误差内插滤波器的优化设计 被引量：1

16

作者 王沁 李涵 陆成勇 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期1830-1833,1837,共5页

提出一种低复杂度内插滤波器的设计方法。该方法基于Farrow结构,以内插滤波器输出信号的均方误差最小(MMSE)为设计准则,从而保证最优性能。同时令内插滤波器系数对称化,以降低实现复杂度。仿真结果表明,在同等性能的基础上,优化的二阶... 提出一种低复杂度内插滤波器的设计方法。该方法基于Farrow结构,以内插滤波器输出信号的均方误差最小(MMSE)为设计准则,从而保证最优性能。同时令内插滤波器系数对称化,以降低实现复杂度。仿真结果表明,在同等性能的基础上,优化的二阶内插滤波器和传统内插滤波器相比,复杂度降低了25%;在同等复杂度的基础上,优化的二阶内插滤波器和传统滤波器相比,输出均方误差性能有明显提高。 展开更多

关键词 内插滤波器 时钟恢复 farrow结构 低复杂度

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OFDM系统采样钟补偿算法及其FPGA实现 被引量：2

17

作者 吴炜 钱良 徐友云 《电讯技术》 2007年第4期32-36,共5页

利用数字内插滤波器完成全数字域采样钟同步已广泛应用于OFDM数字接收机中。文中利用两个Farrow结构的内插滤波器,同时提高工作时钟对过采样信号进行数字域内插,完成接收端和发送端之间的采样时钟的完全匹配,并且根据硬件器件的特性和... 利用数字内插滤波器完成全数字域采样钟同步已广泛应用于OFDM数字接收机中。文中利用两个Farrow结构的内插滤波器,同时提高工作时钟对过采样信号进行数字域内插,完成接收端和发送端之间的采样时钟的完全匹配,并且根据硬件器件的特性和算法结构,逐级进行模块变量定点处理。基于实测数据的分析表明,该FPGA数字域采样钟补偿算法不仅有稳定的性能,而且其模块化设计也有利于更高阶算法或多通道系统的实现。 展开更多

关键词 OFDM系统 数字接收机 内插 采样钟同步 farrow滤波器

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基于国产ADC芯片的TIADC系统时间误差自适应校准算法 被引量：15

18

作者 崔文涛 李杰 +1 位作者 张德彪 薛璐瑶 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期132-139,共8页

武器及其测试系统的高精度与国产化是我们国家现在不得不面对的严峻问题,当数据采集系统的采样率达到GSPS量级时,目前的国产ADC芯片很难达到,因此在不降低采样精度的前提下,提出多片ADC进行阵列化采样的方法提高系统的采样率。针对TIAD... 武器及其测试系统的高精度与国产化是我们国家现在不得不面对的严峻问题,当数据采集系统的采样率达到GSPS量级时,目前的国产ADC芯片很难达到,因此在不降低采样精度的前提下,提出多片ADC进行阵列化采样的方法提高系统的采样率。针对TIADC系统存在的通道失配问题,提出了基于一阶统计量的自适应误差估计算法与改进Farrow时延滤波器的校正方法,并对4通道TIADC系统的时间误差估计提出新的估计策略。仿真与实验结果表明,该算法能够对时间失配误差进行精确估计,同时能够有效地抑制杂散分量,相比校正前的数据,无杂散动态范围提高20 dB,对解决高速高精度数据采集装备国产化问题具有重要的现实意义。 展开更多

关键词 国产ADC芯片 时间交替采样 自适应校准 估计策略 拉格朗日插值 改进的farrow延时滤波器

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小数采样率转换中的μ-发生器设计 被引量：1

19

作者 周金元 王琳凯 +1 位作者 汪文义 周晓方 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第19期218-220,共3页

分析应用于小数采样率转换的滤波器结构,得出改进的Farrow滤波器结构和转置Farrow滤波器结构分别适用于升采样和降采样。在此基础上,设计一种通用于这2种滤波器结构的μ-发生器,通过定期校正量化误差避免μ值产生线性飘移现象。仿真结... 分析应用于小数采样率转换的滤波器结构,得出改进的Farrow滤波器结构和转置Farrow滤波器结构分别适用于升采样和降采样。在此基础上,设计一种通用于这2种滤波器结构的μ-发生器,通过定期校正量化误差避免μ值产生线性飘移现象。仿真结果验证该μ-发生器设计的可行性和有效性,相比传统μ-发生器,其计算复杂度更低、功耗开销更小。 展开更多

关键词 farrow滤波器 小数采样率转换 小数间隔 量化误差 线性相位

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高吞吐率任意倍内插滤波器设计 被引量：2

20

作者 沈锐龙 吕大鑫 张建峰 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2018年第10期23-26,共4页

提出了一种高吞吐率用于任意倍内插的并行FARROW滤波器。在串行FARROW内插滤波器的基础上,通过数学推导得出了基于多相分解的并行FARROW内插滤波器。该滤波器由并行FIR滤波器、多输入多输出选择器、累加器和乘加器构成,详细讨论了这些... 提出了一种高吞吐率用于任意倍内插的并行FARROW滤波器。在串行FARROW内插滤波器的基础上,通过数学推导得出了基于多相分解的并行FARROW内插滤波器。该滤波器由并行FIR滤波器、多输入多输出选择器、累加器和乘加器构成,详细讨论了这些模块在FPGA上的实现方法。仿真试验表明：该并行结构滤波器能够在低时钟速率下提供高吞吐率的任意小数或整数倍内插,实现灵活的采样率变换。 展开更多

关键词 任意倍内插 farrow滤波器 并行结构

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