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自适应滤波器的研究

冉兴萍  
【摘要】:自适应检测具有广阔的应用领域。本文在充分研究现阶段各种类型自适应滤波方法的基础上,针对目前模拟自适应滤波器信号处理速度不高,滤波频率不能实现自动跟踪等缺点,研究设计一种通频带可随输入信号频率范围动态调节,适用于信号频率范围宽、速度高以及智能信号处理场合的模拟自适应滤波器。 重点研究解决的问题是:研究基于电流模技术的各种高性能滤波器设计理论,充分利用电流模电路频带范围宽、信号处理速度高等优点;研究宽频带的频率电压转换(F/V)电路的设计方法,解决现有F/V芯片允许转换的信号频率低的问题,间接实现信号的自适应滤波;将乘法器用于各种滤波电路的设计,降低程控滤波电路的复杂度。 论文的主要工作概括如下: (1)通过阅读大量的参考文献,介绍了自适应滤波器的研究现状、应用领域、发展前景,并对现有数字自适应滤波算法和模拟自适应滤波设计方法做了总结比较,提出一种利用高性能的F/V芯片LM331,结合模拟乘法器和电流反馈运算放大器,实现的截止频率快速自动适应待处理信号频率变化的模拟滤波器的设计方法。 (2)详细介绍了各代电流传输器的工作原理和性质,电流反馈运算放大器的拓扑结构及闭环特性;利用电流反馈运算放大器实现了基本模拟单元;描述了基于电流反馈型运算放大器的有源滤波器的基本设计方法。 (3)利用分频电路、放大电路、主控电路及F/V芯片设计了宽频F/V电路,并对设计的电路进行了实验测量,可实现30M信号的处理。 (4)设计了信号调理电路,包括放大、限幅、整形。利用电流反馈运算放大器及电阻网络设计了放大电路;利用高频二极管组成了并联双向限幅电路;利用高速比较器MAX903及电阻网络组成了过压比较器对信号进行整形。并对设计的电路进行了实验测量。 (5)利用模拟乘法器和电流反馈运算放大器组成了压控滤波电路,并对设计的各种压控滤波电路进行了理论分析及ORCAD软件的仿真验证,部分电路进行了实验测量。 本文设计的模拟自适应滤波器具有通频带可随输入信号频率范围动态调节,并且可以实现滤波频率的自动跟踪功能。可用于频率特性分析、谐波分析、频率测量、雷达信号检测等领域,具有重要的理论意义和应用前景。


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