[发明专利]低复杂度IIR数字移频移相器及方法

说明书

本发明公开了低复杂度IIR数字移频移相器及方法，采集原信号后利用两路并行的IIR滤波器得到两路互为正交的滤波信号；然后根据移频需要确定基点并迭代得出所有的调制参数，根据调制参数进行移频；将互为正交的信号分别相乘所移相位的余弦值、正弦值后，通过加法器完成移相；最后缓存并输出信号。优点在于，利用两个IIR滤波器生成两路互为正交的滤波信号，可以有效降低以往的滤波阶数，大大减少了系统的延时，降低时间复杂度。每个调制参数均是通过两个基点迭代得出，每一次的迭代运算只需消耗小量乘法和加法，在DSP中加法乘法运算所消耗的资源均可达到纳秒级，因此每一次迭代过程所消耗的计算资源非常小。

技术领域

本发明涉及移频移相器，尤其涉及低复杂度的基于IIR滤波器的移频移相器。

本发明同时还涉及移频移相方法，尤其涉及低复杂度的基于IIR滤波器的移频移相方法。

背景技术

现实生活中，移频移相器有较为广泛的用途。例如，音频系统的声反馈抑制，通过对声信号引入4至7Hz的频移，打破正向反馈条件，从而达到声反馈抑制的效果。由于移频移相器有较大带宽，较好的稳定性，因此可以根据需要应用于其他的相关场景。

信号进行频率搬移，本质上就是对基带信号进行调制，普通调制就是将原始信号乘以对应移频频率的余弦值。这样做虽然可以得到移频信号，但也同样引入了以基带频率为中心的负向移频信号，为了消除这个负向移频信号，实际中采用的均是单边带调制。

传统的移频移相器多采用FIR型希尔伯特滤波器，为了达到较好的效果FIR型希尔伯特滤波器通常需要上百阶甚至几百阶，因此引入了较大的延迟，并且由于参数过多，在进行系统配置时也较为麻烦。

其次移频过程中的两个调制参数：余弦参数cos(2πΔft)和正弦参数sin(2πΔft)通常都是采用直接存储法，将1/4周期的余弦值数据存入系统中，在移频时通过查表的方式对信号进行调制。以6Hz的余弦值为例，当采样频率为48KHz时，需要存储2000个点。虽然随着技术发展，当今嵌入式系统的存储空间越来越大，但是当面临多频移情况的使用环境时，直接存储的方法将消耗大量的存储空间，这将严重的加大系统的空间复杂度。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明目的在于提供一种基于IIR滤波器有效降低空间复杂度和时间复杂度的移频移相器。

本发明所述的低复杂度IIR数字移频移相器，其特征在于，包括：

信号采集单元，用于采集原信号x(wt)，将原信号x(wt)输入IIR滤波单元；

IIR滤波单元，用于过滤原信号x(wt)并输出互为正交的第一滤波信号S(t)和第二滤波信号S’(t)；所述的IIR滤波单元包括第一IIR滤波器和第二IIR滤波器，第一IIR滤波器和第二IIR滤波器均由双二阶IIR型滤波单元级联构成；第一IIR滤波器还包括延时单元，所述的延时单元用于将第一IIR滤波器输出的第一滤波信号S(t)比第二HR滤波器输出的第二滤波信号S’(t)延时单数倍半周期；

移频单元，用于根据移频需要确定基点及基点的正余弦值，根据基点的正余弦值迭代生成调制参数，根据调制参数将第一滤波信号S(t)移频得到第一移频信号x(w’t)、将第二滤波信号S’(t)移频得到第二移频信号x’(w’t)；所述的第一移频信号x(w’t)与第二移频信号x’(w’t)互为正交；

移相单元，用于将第一移频信号x(w’t)相乘所移相位的余弦值、第二移频信号x’(w’t)相乘所移相位的正弦值后，通过加法器完成移相；

输出单元，用于缓存并输出移频和/或移相后的信号。