Всем доброго времени суток!
Коллеги, помогите, подскажите!

Вот такая поставлена задача. Необходимо разработать цифровой узкополосный фильтр с динамически изменяемой центральной частотой.
То есть, фильтр должен выделять из входного сигнала узкую (очень узкую) полосу сигнала, при этом значение центральной частоты фильтрации этого фильтра не фиксировано и может меняться во времени. БПФ с выделением узкой полосы и обратным БПФ не предлагать, так как необходима обработка в онлайн режиме. Какие есть (и есть ли вообще) алгоритмы для создания такого фильтра ?

Да все как обычно - цифровой смеситель вниз-> фикс. ФНЧ-> смеситель вверх. Так будет дешевле, чем комплексный фильтр пересчитывать. Если фильтр ну очень узкополосный, то можно децимировать-интерполировать еще между смесителями.

если ФЧХ не сильно критична, то ищите статью "Волновые полосовые перестраиваемые фильтры" "ОПТИМАЛЬНЫЕ УПРАВЛЯЕМЫЕ ВОЛНОВЫЕ ЦИФРОВЫЕ ФИЛЬТРЫ" авторы В .П .ЕРЕМЕЕВ , А.В . ЗИНЧЕНКО.

перенос сигнала в 0 -> фиксированный фильтр -> перенос сигнала взад

Гуглить Digital Upconversion/Downconversion.

Это самое простое. Если фильтр нужен ну оооочень узкополосный - делать через многоступенчатое понижение/повышение частоты, можно сильно выиграть по ресурсам.


П.С. Вот выше уже тоже самое говорят

См. прикрепленный файл. Там Example 2 стр. 5, только с угловыми градусами немного глупо написано

По сути проектируется цифровой эквивалент колебательного контура - звено второго порядка.

Это в предположении, что вам нужно оставить весь сигнал без определенной частоты, т.е. проектируется bandstop (notch) filter.

Если же вам нужен bandpass (peak) filter, то аналогично (см Example 1 в прикрепленном файле):



чем больше , тем выше добротность. Если добротность у вас фиксированная, то можно сделать так:



а потом опционально нормировать сигнал на выходе.

Fat Robot

Простите, я не понял. Может с english туго, может конец недели... А где же здесь динамическое изменение интересующей частоты выделения фильтра ?
Мне показалось, что в этом файле приведен просто расчет коэффициентов цифрового фильтра на некую фиксированную частоту...

Встречный вопрос: что вам мешает проделать эти элементарные расчеты в тот момент, когда стала известна новая частота? Самая сложная операция в них - это вычисление косинуса.

MSP430F

Не заморачивайтесь, делайте в точности как советуют andyp и Самурай, так будет наиболее эффективно, особенно для реалтайма

Веская аргументация.

Как насчет алгоритма Герцеля?

Ну, видимо, каждый раз рассчитывать полосовой фильтр - это гораздо "проще", нежели обычное гетеродинирование, пусть даже и двойное

Не знаю насколько узко Вам надо, а то может и такой вариант сгодится ->
http://www.dsplib.ru/content/allpasseq/allpasseq.html

Я в аналогичной ситуации (приёмник с цифровой обработкй сигнала) на каждое изменение параметров фильтра с панели управления перерасчитываю набор коэффициентов FIR фильтра.
Содержимое линии задержки не меняется, подмена коэффициентов происходит мгновенно при приёме очередного sample. Артефактов, слышимых на слух, не обнаружено. Скажем так, при ранее использовавшемся алгоритме Уивера (NCO и смеситель-> два фильтра -> смеситель с NCO на выходе) на мой взгляд возможны артефакты на время прохождения сигнала через фильтр - в случае одновременного переключения NCO на входном DDC и выходном DUC.

Вы же понимаете, что это все условно, сколько времени займет, к примеру, пересчет коэффициентов Вашего КИХ-фильтра 1000-го порядка и потянет ли это выбранная платформа? Может, все-таки, проще будет сделать пару каскадов ресамплера на тех же КИХ фильтрах, рассчитанных один раз и работающих на более низкой частоте дискрета?

Большое спасибо всем за советы!
Очень отзывчивый форум! Уже который раз форумчане реагируют на новую тему в тот же день!
Благодарю!

тс, нормальные инженеры к вопросу прилагают требования к фильтру. тогда основная масса телепатов отсеется и вероятность получить правильный ответ возрастает катастрофически.

А что лучше - перерасчет фильтров и замедленная реакция на изменение параметра или артефакты в виде пропадания сигнала. Как обычно, ТЗ не полное.
Как один из вариантов - заранее рассчитать наборы на все требуемые частоты.
ps: недавно встретился с ТЗ, где хотели гальваническую развязку не указав параметры...

Да не за что, просто народ здешний, похоже, "изголодался по свежанине" )))), но впредь, если хотите получить адекватный ответ на свой вопрос, - оперируйте конкретными числами, а то, действительно, так можно гадать до второго пришествия, не в обиду будет сказано.

Это одно и то же, без разницы, что сигнал двигать, что ИХ ФНЧ прототипа.

Перестраиваемый фильтр можно сделать путем набора различных комбинаций коэффициентов фильтров(заранее посчитанных,например, в Матлаб и экспортированных в удобочитаемую для железа форму,т.е. *.coe файлов), при необходимости загружать нужную характеристику из массива. Для Xilinx есть готовая корка IP FIR Compiller в которой присутствует функция Reloadable coefficients.