[其他]自適應(yīng)阻-陷濾波器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 101986000006494
• 申請(qǐng)日: 1986-09-29
• 公開（公告）號(hào): CN1004958B
• 公開（公告）日: 1989-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林恩·帕克·維斯特
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國際商用機(jī)器公司
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利代理部
• 代理人: 范本國

一種濾波器在時(shí)變或集變頻率上抑制能量，這種濾波器包括一些乘法器節(jié)，這些乘法器節(jié)具有一些數(shù)值組，在接收時(shí)變或集變能量時(shí)，這些數(shù)值組可動(dòng)態(tài)地改變，乘法器節(jié)的這些數(shù)值的改變提供在時(shí)變或集變頻率上的能量的抑制，乘法器節(jié)的數(shù)值組是這樣選取的，就是使這些數(shù)值的極點(diǎn)位于Ｚ－平面軌跡的單位圓內(nèi)，在單位圓內(nèi)的這些極點(diǎn)的位置保證即使乘法器被放在反饋通路上，濾波也能保持穩(wěn)定。

本發(fā)明涉及一種阻-陷（stop-notch）濾波的功能，特別涉及在時(shí)變或集變（ensemble varing）的一些頻率上自適應(yīng)地抑制能量。

典型的通信系統(tǒng)為了在選定的一些頻率上抑制能量，均包括有無限脈沖響應(yīng)（IIR）濾波器。這類濾波器包括一個(gè)或多個(gè)單節(jié)濾波器，每節(jié)濾波器具有一對(duì)與一個(gè)加法器并聯(lián)的乘法器。任何給定的一節(jié)濾波器的特性是由乘法器的值來確定的。例如，乘法器的值可以這樣選擇用來實(shí)現(xiàn)高頻段的帶阻功能或低頻段的帶阻功能。

單節(jié)濾波器中的乘法器的比值的選取，在先有技術(shù)中已有大量的固定濾波功能提供了證明。由于這些乘法器是處于反饋通路中，所以必須慎重地選取它們的值。如果不注意選取這些乘法器的值，其結(jié)果將造成濾波器的工作不穩(wěn)定。關(guān)于在一個(gè)反饋系統(tǒng)中與相乘有關(guān)的潛在不穩(wěn)定性，在先有技術(shù)中也是熟知的。請(qǐng)參閱范例，反饋控制系統(tǒng)的分析與綜合，D′AZZO ＆ Houpis，MCGraw-Hill，N.Y，1960。

在一些當(dāng)用場合，需要在時(shí)變或集變頻率上抑制能量。這類應(yīng)用的例子包括：電話線上呼叫進(jìn)行信號(hào)的檢測;調(diào)制解調(diào)器中載頻的檢波;調(diào)制解調(diào)器中的鑒別;預(yù)加重信號(hào)的自動(dòng)均衡;和在電話系統(tǒng)中的雙音多頻音調(diào)（DTMF）的檢波。對(duì)于這些時(shí)變或集變頻率，固定濾波可能是不適用的。

美國專利4，223，272公開了一個(gè)四端網(wǎng)絡(luò)，該四端網(wǎng)絡(luò)可以有選擇地變換為一個(gè)低通，高通，帶通，全通，或帶阻濾波器。這個(gè)四端網(wǎng)絡(luò)具有一個(gè)傳遞函數(shù)，該傳遞函數(shù)實(shí)質(zhì)上能滿足一個(gè)二次方程，該二次方程的系數(shù)可以改變，用來改變網(wǎng)絡(luò)的功能。通過變換網(wǎng)絡(luò)中的電阻值即可改變?cè)摱畏匠痰南禂?shù)。這些電阻可用開關(guān)轉(zhuǎn)換，但只能使四端網(wǎng)絡(luò)從濾波器的一種形式轉(zhuǎn)到另一種形式。在時(shí)變或集變頻率的動(dòng)態(tài)基礎(chǔ)上，這些電阻不能用開關(guān)作動(dòng)態(tài)地轉(zhuǎn)換來改變?yōu)V波器的特性。

美國專利4，182，997描述一個(gè)為長途通信系統(tǒng)而設(shè)計(jì)的濾波器，該濾波器抑制第1個(gè)信號(hào)頻率和沒有顯著衰減地發(fā)送鄰近的第2頻率。在其上完成通、阻功能的頻率取決于第1和第2電容器以及第1，第2電感器的值。與此相類，美國專利3，531，652公開了一個(gè)有源濾波器電路，該濾波器功能適合于在衰減其它頻率的同時(shí)，能以很少的衰減來通過一個(gè)源頻率。此外，美國專利3，628，057公開了一個(gè)有源窄陷波器用來濾去噪聲信號(hào)。然而，這些先有技術(shù)的參考文獻(xiàn)中沒有一個(gè)公布出一個(gè)能夠動(dòng)態(tài)可變地在時(shí)變或集變頻率上抑制能量的濾波器。

因此，本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)了的濾波器。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一個(gè)濾波器，用來在時(shí)變或集變頻率上抑制能量。

本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一個(gè)在工作時(shí)動(dòng)態(tài)可變的自適應(yīng)阻-陷濾波器。

按照本發(fā)明的這些和其它目的，在這里公開一個(gè)阻-陷濾波器，其中對(duì)組成濾波器的乘法器的一些值，在工作時(shí)可以動(dòng)態(tài)地改變，以便在時(shí)變或集變頻率上抑制能量。選出第1組的乘法器和選出第2組乘法器，而使這兩組都產(chǎn)生穩(wěn)定的濾波器節(jié)。只要兩組極點(diǎn)間的Z-平面的軌跡各點(diǎn)都在單位圓內(nèi)，使用的乘法器組可以任何速度反轉(zhuǎn)而沒有不穩(wěn)定性。在這里公開的最佳的實(shí)施方案中，動(dòng)態(tài)自適應(yīng)濾波器是作為帶阻濾波器用在雙音調(diào)多頻（DTMF）接收機(jī)中。這些帶阻濾波器中的一個(gè)是低帶阻濾波器，它使每個(gè)低頻DTMF音調(diào)衰減40db。一個(gè)高帶阻濾波器同樣地使高頻DTMF音調(diào)衰減40db。

圖1是用在本發(fā)明中的一個(gè)無限脈沖響應(yīng)（IIR的濾波器。

圖2是一個(gè)采用圖1的濾波器的雙音調(diào)多頻接收機(jī)的方框圖。

圖3是一個(gè)描述圖1中的濾波器工作的流程圖。

圖4是一個(gè)反饋控制系統(tǒng)的方框圖，其中當(dāng)系統(tǒng)增益提高時(shí)，系統(tǒng)的極點(diǎn)移動(dòng)。