[发明专利]一种估计模拟滤波器参数的方法

摘要

本发明公开了一种估计模拟滤波器参数的方法，利用模拟滤波器对信号中特定频率成分幅度的放大或衰减特性建立多元方程组并求解以估计模拟滤波器参数。首先对待估计的模拟滤波器建模，得到拉普拉斯变换形式的模拟滤波器频率响应表达式，接着向该滤波器输入含有多个频率成分的信号(各频率成分信号的幅度相同)，对滤波器输出进行采样得到数字信号，并利用FPGA实现对数字信号的FFT频谱分析，得到滤波器输出信号中各频率成分的幅度，建立前文所示的方程组并求解。本发明提出的模拟滤波器参数估计方法，原理简单，其方程组求解过程可通过MATLAB软件实现。

主权项

一种估计模拟滤波器参数的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、设模拟滤波器的频率响应为H(s)，且H(s)=b(N-1)sN-1+b(N-2)sN-2+...+b(1)s+b(0)a(M-1)sM-1+a(M-2)sM-2+...+a(1)s+a(0)=Σk=0N-1b(k)skΣk=0M-1a(k)sk]]>其中，N＜M，a(k)、b(k)表示模拟滤波器参数，s表示拉普拉斯算子；设输入信号x(t)由P(P≥M+N+1)个相同幅度的正弦信号组成，即其中，fk为正弦信号的频率，A为正弦信号的幅度；(2)、将输入信号x(t)输入到模拟滤波器，得到输出信号y(t)y(t)=x(t)*h(t)=AΣk=0P-1B(fk)sin(2πfkt)]]>其中，B(fk)表示滤波器H(s)对输入信号x(t)中频率成分fk幅度的放大或衰减倍数，且其中，h(t)为模拟滤波器的单位冲激响应；(3)、利用ADC对y(t)进行采样，得到数字信号y(n)；(4)、将数字信号y(n)输入到FPGA中进行FFT运算，求得y(n)中各频率分量的幅度μAB(fk)，μ为常数；设模拟滤波器的频率响应H(s)对应于频点fk处的幅度为：|H(fk)|=|b(N-1)(j2πfk)N-1+b(N-2)(j2πfk)N-2+...+b(1)(j2πfk)+b(0)a(M-1)(j2πfk)M-1+a(M-2)(j2πfk)M-2+...+a(1)(j2πfk)+a(0)|=|Σk=0N-1b(k)(j2πfk)kΣk=0M-1a(k)(j2πfk)k|]]>由于|Y(fk)|＝|X(fk)|H(fk)|则即因此，可以构建如下的方程组|B(f0)/B(f)|=|H(f0)/H(f1)||B(f0)/B(f2)|=|H(f0)/H(f2)|...|B(f0)/B(fP-1)|=|H(f0)/H(fP-1)|]]>通过求解该方程组，可以确定出模拟滤波器的频率响应。