Динамическое квантование коэффициентов цифрового фильтра
https://doi.org/10.31854/1813-324X-2021-7-2-8-17
Аннотация
Рассматривается возможность квантования коэффициентов цифрового фильтра в концепции динамического математического программирования, как процесса пошагового квантования коэффициентов с их дискретной оптимизацией на каждом шаге по общей для всего процесса квантования целевой функции. Динамическое квантование позволяет существенно уменьшить функциональную ошибку реализации требуемых характеристик малоразрядного цифрового фильтра в сравнении с классическим квантованием. Приводится алгоритм пошагового динамического квантования методами целочисленного нелинейного программирования с учетом заданного масштабирования сигнала и радиуса полюсов передаточной функции фильтра. Иллюстрируется эффективность применения данного подхода на примере динамического квантования коэффициентов каскадного полосно-пропускающего БИХ-фильтра высокого порядка с минимальной разрядностью представления целочисленных коэффициентов. Проведен сравнительный анализ функциональных ошибок квантования, а также проверка работоспособности квантованного фильтра на тестовом и реальном сигналах.
Ключевые слова
Об авторе
В. Н. Бугров
Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского
Россия
Россия
Бугров Владимир Николаевич – кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры радиотехники
Нижний Новгород, 603022
Список литературы
1. Ifeachor E.C., Jervis B.W. Digital Signal Processing: A Practical Approach. Harlow: Pearson Education, 2002. 640 р.
2. Рабинер Л., Гоулд Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов. Пер. с англ. М.: Мир, 1978. 840 с.
3. Мингазин А.Т. Анализ квантованных КИХ-фильтров // Цифровая обработка сигналов. № 4. 2019. С. 3–13.
4. Есипов Б.А. Методы оптимизации и исследования операций. Самара: Изд-во Самар. гос. аэрокосм. ун-та, 2007. 180 с.
5. Вентцель Е.С. Исследование операций. Задачи, принципы, методологии. М.: Наука, 1988. 208 с.
6. Бугров В.Н. Дискретный синтез минимально-фазовых и линейно-фазовых цифровых БИХ-фильтров // Компоненты и технологии. 2019. № 10(219). С. 92–103.
7. Бугров В.Н., Пройдаков В.И., Артемьев В.В. Синтез цифровых фильтров методами целочисленного нелинейного программирования // 17-я международная конференция «Цифровая обработка сигналов и её применение – DSPА2015»: тезисы докладов. М.: НТО РЭС им. А.С. Попова, 2015. С. 200–204.
8. Мингазин А.Т. Минимум максимальной взвешенной ошибки аппроксимации АЧХ классических аналоговых и цифровых фильтров // Цифровая обработка сигналов. 2018. № 4. С. 18–20.
9. Getu B.N. Digital IIR Filter Design using Bilinear Transformation in MATLAB // International Conference on Communications, Computing, Cybersecurity, and Informatics (CCCI, Sharjah, United Arab Emirates, 3–5 November 2020). IEEE, 2020. DOI:10.1109/CCCI49893.2020.9256625
10. Zhang M., Kwan H.K. FIR filter design using multiobjective teaching-learning-based optimization // Proceedings of the 30th Canadian Conference on Electrical & Computer Engineering (CCECE, Windsor, Canada, 13–16 May 2018). IEEE, 2018. DOI:10.1109/CCECE.2017.7946800
11. Воинов Б.С., Бугров В.Н., Воинов Б.Б. Информационные технологии и системы: поиск оптимальных, оригинальных и рациональных решений. М.: Наука, 2007. 730 с.
12. Zаngwill W.I. Nоn-lineаr prоgrаmming viа penаlty functiоns // Mаnаgement Science. 1967. Vоl. 13. Iss. 5.
13. Семенов Б.Ю. Микроконтроллеры MSP430. Первое знакомство. М.: Изд-во «Солон-пресс», 2006. 180 с.
Рецензия
Для цитирования:
Бугров В.Н. Динамическое квантование коэффициентов цифрового фильтра. Труды учебных заведений связи. 2021;7(2):8-17. https://doi.org/10.31854/1813-324X-2021-7-2-8-17
For citation:
Bugrov V.N. Dynamic Quantization of Digital Filter Coefficients. Proceedings of Telecommunication Universities. 2021;7(2):8-17. (In Russ.) https://doi.org/10.31854/1813-324X-2021-7-2-8-17
Просмотров:
893
Послать статью по эл. почте 