Search
Search results for: FRACTIONAL DELAY FILTER
-
Fractional Delay Filter Design for Sample Rate Conversion
PublicationRosnąca liczba różnych standardów szybkości próbkowania stwarza potrzebę stosowania algorytmów konwersji szybkości próbkowania ciągów dyskretnych. Jeżeli współczynnik przepróbkowania nie jest wyrażony jako stosunek małych liczb całkowitych albo gdy nie jest on stały, to rozwiązaniem może być użycie filtrów ułamkowoopóźniających. Umożliwiają one realizację przepróbkowania z dowolną krotnością. Dokładność przepróbkowania algorytmów...
-
Fractional Delay Filter Design with Extracted Window Offsetting
PublicationW pracy przedstawiono koncepcję projektowania filtrów ułamkowoopóźniających (FD) bazującą na metodzie okien. W zaproponowanym podejściu w projektowaniu jest używane okno wyodrębnione z odpowiedzi impulsowej filtru optymalnego offsetowanego o opóźnienie ułamkowe projektowanego filtru. Poszczególne filtry FD zaprojektowany w ten sposób nie są optymalnymi filtrami FD, jednak oferują lepszą jakość w zastosowaniu do zmiany szybkości...
-
Variable Fractional Delay Filter Design Using a Symmetric Window
PublicationIn this paper a numerically efficient method for designing a nearly optimal variable fractional delay (VFD) filter based on a simple and well-known window method is presented. In the proposed method a single window extracted from the optimal filter with fixed fractional delay (FD) is divided into even and odd part. Subsequently, the odd part is discarded and symmetric even part of the extracted window is used to design a family...
-
A nearly optimal fractional delay filter design with asymmetric window
PublicationW pracy przedstawiono wyniki badań nad zastosowaniem asymetrycznego okna wyodrębnionego zawczasu z filtru optymalnego. Pokazano, że takie podejście przy zastosowaniu dodatkowej korekcji wzmocnienia filtru zależnej od opóźnienia filtru pozwala na projektowanie filtrów prawie optymalnych. W efekcie zaproponowana metoda łączy prostotę metody okien z jakością porównywalną do jakości filtrów optymalnych. Efektywność zaprezentowanej...
-
Variable Ratio Sample Rate Conversion Based on Fractional Delay Filter
PublicationIn this paper a sample rate conversion algorithm which allows for continuously changing resampling ratio has been presented. The proposed implementation is based on a variable fractional delay filter which is implemented by means of a Farrow structure. Coefficients of this structure are computed on the basis of fractional delay filters which are designed using the offset window method. The proposed approach allows us to freely...
-
Extracted window offsetting using maximally flat fractional delay filter
PublicationW pracy przedstawiono koncepcję projektowania filtru ułamkowoopóźniającego (FD) z wykorzystaniem metody okien offsetowanych. W zaproponowanym podejściu jako okna prototypowego, offsetowanego o opóźnienie ułamkowe projektowanego filtru, użyto okna wyodrębnionego z odpowiedzi impulsowej filtru optymalnego. Zaprojektowane w ten sposób filtry FD nie są optymalne jednak zapewniają lepszą jakość algorytmu zmiany szybkości próbkowania...
-
Gain deficit effect in the fractional delay filter design by the window method
PublicationMetoda okien jest sposobem szybkiego i skutecznego projektowania filtrów ułamkowoopóźniających. Jednakże wzmocnienie tak zaprojektowanego filtru różni się od zakładanej wartości idealnej. To zjawisko, nazywane deficytem wzmocnienia, negatywnie wpływa na jakoś projektowanego filtru. Artykuł poświęcono wynikom badań oraz metodom korekcji tego problemu. Omówiono wpływ współczynnika korekcji deficytu wzmocnienia na charakterystykę...
-
Farrow structure implementation of fractional delay filter optimal in Chebyshev sense
PublicationW pracy omówiono problematykę implementacji filtrów ułamkowych opóźniających o zmiennym opóźnieniu w oparciu o strukturę Farrowa. Podejście to polega na obliczeniu próbek nowej odpowiedzi impulsowej filtru dla każdego wymaganego opóźnienia w opraciu o wielomiany o współczynnikach niezależnych od opóźnienia. Prowadzi to do znacznego zmniejszenia kosztów numerycznych implementacji w zastosowaniach wymagających częstej zmiany opóźnienia...
-
Versatile Structure for Variable Fractional Delay Filter Based on Extracted Window Method
PublicationW pracy zaproponowano nową strukturę filtru ułamkowoopóźniającego o zmiennym opóźnieniu. Struktura ta umożliwia łatwą zmianę typo oraz długości implementowanego filtru. Zaproponowana struktura jest zmodyfikowaną strukturą Farrowa, której modyfikacje bazują na koncepcji metody okien wyodrębnionych. W metodzie tej filtr prawieoptymalny projektuje się stosując pojedyncze symetryczne okno wyodrębnione z dodatkową korekcją wzmocnienia...
-
Passive Variable Fractional Delay Filter Design using Distributed Maximal Flatness Method
PublicationW pracy przedstawiono nową metodę projektowania pasywnych filtrów ułakowoopóźniających opartą na metodzie rozproszonej maksymalnej płaskości. W zaproponowane podejście jest uogólnieniem najbardziej popularnej metody projektowania filtrów maksymalnie płaskich - metody projektowania filtrów maksymalnie płaskich. Filtr maksymalnie płaski cechuje bardzo dobra jakość jedynie w wąskim paśmie wokół częstotliwości zerowej, ale jego istotną...
-
On Sample Rate Conversion Based on Variable Fractional Delay Filters
PublicationThe sample rate conversion algorithm based on variable fractional delay filters is often used if the resampling ratio cannot be expressed as the ratio of small integer numbers or if it is not constant. The main advantage of such solution is that it allows for arbitrary resampling ratios which can even be changed during the resampling process. In this paper a discussion on influence of different approaches to fractional filter...
-
Properties of Windows Extracted from Fractional Delay Filters Optimal in Chebyshev Sense
PublicationJedną z najefektywniejszych numerycznie metod projektowania filtrów cyfrowych jest metoda okien. Jednak prostota tego podejścia wiąże się z reguły z niską jakością tak projektowanych filtrów, przede wszystkim ze względu na problemy z doborem odpowiedniego okna. Z tego powodu w zastosowaniach wymagających ciągłej aktualizacji współczynników filtrów, tak jak ma to miejsce w przypadku filtrów ułamkowo-opóźniających o zmiennym opóźnieniu,...
-
A Nyquist filter of fractional delay
PublicationIn the paper a novel discrete-time FIR fractonal delay specjal filter is investigated. This is a Nyquist filter which, besides the traditional its attribute (interymbol interference (ISI) free property), has the ability to compensate for subsample transmission delay involved, for example, in multipath propagation channel. The performance of the filter is analysed and illustrated.
-
Square root RC Nyquist filter of fractional delay
PublicationIn this paper we propose a discrete-time FIR (finite impulse response) filter which couples the role of square root Nyquist filter with fractional delay filter. This filter enables to substitute for a cascade of square root RC (SRRC) Nyquist filter and fractional delay filter in one device/algorithm. The aim is to compensate for transmission delay in communication system. Statistically defined performances, e.g. BER (bit error...
-
A complex variable fractional-delay FIR filter structure
PublicationW artykule wprowadzamy strukturę zespolonego filtru o skończonej odpowiedzi impulsowej (ang. finite impulse response - FIR) ze zmiennym opóźnieniem ułamkowym (ang. fractional delay - FD). Strukturę tę otrzymujemy na podstawie przestrajanego filtru FD FIR o współczynnikach rzeczywistych. Stanowi ona połączenie zbioru liniowo-fazowych filtrów FIR o współczynnikach stałych rzeczywistych i dwóch łańcuchów mnożąco-akumulujących, zawierających...
-
efficient fractional delay hilbert transform filter in the farrow structure
PublicationIn this paper the design and application of a Fractional Delay Hilbert Transform Filter (FDHTF) into an adaptive sub-sample delay estimation between two separated sinusoidal signals is considered. The FDHTF incorporates the functions of Hilbertian and variable fractional delay filtering of the incoming signal simultaneously, in one stage. In traditional approach each of these operations was performed separately. Obtained value...
-
Improvement of time difference of arrival measurements resolution by using fractional delay filters in a direct sequence-code division multiple access radionavigation system
PublicationThis study presents a method of improving time measurements resolution in a direct sequence-code division multiple access receiver by using a fine code tracking loop based on fractional delay filtering of a despreading sequence. It briefly describes the structure of a generic digital code tracking loop and the proposed modification which allows to measure time difference of arrival values with the subsample resolution, together...
-
Adjustable fractional-delay filters utilizing the Farrow structure and multirate techniques. [Przestrajalne filtry o opóźnieniu ułamkowym wykorzystujące strukturę Farrowa i techniki wieloszybkościowe]
PublicationDo efektywnej realizacji ułamkowo opóźniających, przestrajalnych filtrów FIR (o skończonej odpowiedzi impulsowej) można wykorzystywać strukturę Farrowa. Jednakże, niezależnie od efektywności w porównaniu z innymi strukturami, jej złożoność implementacyjna szybko rośnie ze wzrostem szerokości pasma filtru. Celem zredukowania złożoności numerycznej, zaproponowano podejście wieloszybkościowe. W tym podejściu sygnał wejściowy jest...
-
Gain Correction for Nearly Optimal Variable Fractional Sample Delay Filter Design
PublicationJedną z najbardziej efektywną numerycznie metodą projektowania filtrów jest metoda okien. Sprawia to, że takie podejście bardzo dobrze nadaje się do implementacji filtrów ułamkowoopóźniających o zmiennym opóźnieniu, gdzie wymagana jest częsta aktualizacja współczynników takiego filtru. Z drugiej strony, jeżeli wymagane są filtry wysokiej jakości wybór okna jest najczęściej problematyczny. Z tego powodu w pracy rozpatrzono użycie...
-
Two-Rate Based Low-Complexity Variable Fractional-Delay FIR Filter Structures
PublicationThis paper considers two-rate based structures for variable fractional-delay (VFD) finite-length impulse response (FIR) filters. They are single-rate structures but derived through a two-rate approach. The basic structure considered hitherto utilizes a regular half-band (HB) linear-phase filter and the Farrow structure with linear-phase subfilters. Especially for wide-band specifications, this structure is computationally efficient...
-
Self-adjusting sub-sample delay estimator based on fractional delaying Hilbert transform filter
PublicationZaprezentowano nowe rozwiązanie samo-nastrajalnego estymatora opóźnienia sygnału sinusoidalnego, działającego w czasie dyskretnym. Zastosowano filtr Hilberta o skończonej odpowiedzi ipulsowej (FIR od ang. finite impulse response) zagregowany z filtrem ułamkowo-opóźniającym. Zilustrowano performancję estymatora, również w obecności szumu. Przeanalizowano jego złożoność numeryczną.
-
Functional delay fractional equations
PublicationIn this paper, we discuss functional delay fractional equations. A Banach fixed point theorem is applied to obtain the existence (uniqueness) theorem. We also discuss such problems when a delay argument has a form α(t) = αt, 0 < α < 1, by Rusing the method of successive approximations. Some existence results are also formulated in this case. An example illustrates the main result.
-
Comments on “Closed Form Variable Fractional Time Delay Using FFT”
PublicationIn this letter drawbacks of the aforementioned paper are pointed out. The proposed approach is improved with minor modifications of the discrete frequency response. This allows for design of fractional delay filters which are close to optimal and can be efficiently implemented in the frequency domain using the sliding DFT based structure. Alternatively, the derived equivalent closed form formulae for offset windows can be used...
-
Existence results to delay fractional differential equations with nonlinear boundary conditions
PublicationPraca dotyczy problemów brzegowych dla ułamkowych równań różniczkowych z opóźnionym argumentem. Podano warunki dostateczne na istnienie rozwiązań ekstremalnych takich zagadnień.
-
Fractional delayor application in self-tuning sub-sample delay estimator
PublicationW artykule przedstawiono nowe rozwiązanie samonastrajalnego estymatora opóźnienia sygnału sinusoidalnego. Estymator działa w czasie dyskretnym. Proponowane rozwiązanie wykorzystuje kaskadowe połączenie cyfrowego filtru ułamkowo opóźniającego służącego do synchronizacji próbkowania i liniowo-fazowego cyfrowego filtru Hilberta. Oryginalność polega na zastosowaniu tu filtrów cyfrowych o bardzo małej złożoności numerycznej. Jest ona...
-
On designing minimax adjustable wideband fractional delay FIR filters using two-rate approach
PublicationZaprezentowano nowe rozwiązanie problemu projektowania numerycznie oszczędnego, przestrajalnego, szerokopasmowego filtru ułamkowo opóźniającego o skończonej odpowiedzi impulsowej (FIR) w strukturze Farrowa. Innowacja polega na zagregowaniu dwóch podejść. Pierwsze z nich polega na równoczesnej optymalizacji wszystkich podfiltrów struktury Farrowa. Drugie wykorzystuje dwuszybkościową aranżację dwustopniową. Docelowe rozwiązanie jest...
-
Short review on the design and application of fractionl delay Hilbert transform filter using Farrow structure
PublicationThis paper is treated as a brief summary of our hitherto research on the design and utilization of the FDHTF, particularly in the sub-samole delay estimator.
-
Optimal fractional sample delay filter with variable delay. [online] W: On- line Symposium for Electronics Engineers. Techonline Bedford, Massachu- setts, USA. [Dostęp: 15 stycznia**2002]. Dostępny w World Wide Web: http: //www.techonline.com/community/ed_resource/feature_article/14917[6 s.5 rys.] Optymalny filtr ułamkowo-opóźniający o zmiennym opóźnieniu.
PublicationW pracy zaprezentowano koncepcję filtru ułamkowo-opóźniającego o zmiennym o-późnieniu optymalnego w sensie Czebyszewa. Najpierw przedstawia jest numery-cznie wydajna metoda projektowania optymalnych filtrów ułamkowo-opóźniają-cych oparta na zespolonym algorytmie Remeza. W pracy pokazano, że można jąuprościć w przypadku projektowania filtrów ułamkowo-opóźniających. Pokazuje-my również, że jest możliwe dalsze zmniejszenie...
-
Square Root Raised Cosine Fractionally Delaying Nyquist Filter - Design and Performance Evaluation
PublicationIn this paper we propose a discrete-time FIR (Finite Impulse Response) filter which is applied as a square root Nyquist filter and fractional delay filter simultaneously. The filter enables to substitute for a cascade of square root Nyquist filter and fractional delay filter in one device/algorithm. The aim is to compensate for transmission delay in digital communication system. Performance of the filter as a matched filter is...
-
FIR Filter Design Using Distributed Maximal Flatness Method
PublicationIn the paper a novel method for filter design based on the distributed maximal flatness method is presented. The proposed approach is based on the method used to design the most common FIR fractional delay filter - the maximally flat filter. The MF filter demonstrates excellent performance but only in a relatively narrow frequency range around zero frequency but its magnitude response is no greater than one. This ,,passiveness”...
-
Sample Rate Conversion with Fluctuating Resampling Ratio
PublicationIn this paper a sample rate conversion with continuouslychanging resampling ratio has been presented. The proposed implementation is based on variable fractional delay filter implemented using a Farrow structure. It have been demonstrated that using the proposed approach instantaneous resampling ratio can be freely changed. This allows for simulation of audio recored on magnetic tape with nonuniform velocity as well as removal...
-
Sample Rate Conversion with Fluctuating Resampling Ratio
PublicationIn this paper a sample rate conversion with continuously changing resampling ratio has been presented. The proposed implementation is based on variable fractional delay filter implemented using a Farrow structure. It have been demonstrated that using the proposed approach instantaneous resampling ratio can be freely changed. This allows for simulation of audio recored on magnetic tape with nonuniform velocity as well as removal...
-
ORF Approximation in Numerical Analysis of Fractional Point Kinetics and Heat Exchange Model of Nuclear Reactor
PublicationThis paper presents results concerning numerical solutions of the fractional point kinetics (FPK) and heat exchange (HE) model for a nuclear reactor. The model consists of a nonlinear system of fractional and ordinary differential equations. Two methods to solve the model are compared. The first one applies Oustaloup Recursive Filter (ORF) and the second one applies Refined Oustaloup Recursive Filter (RORF). Simulation tests have...
-
ORF Approximation in Numerical Analysis of Fractional Point Kinetics and Heat Exchange Model of Nuclear Reactor
PublicationThis paper presents results concerning numerical solutions of the fractional point kinetics (FPK) and heat exchange (HE) model for a nuclear reactor. The model consists of a nonlinear system of fractional and ordinary differential equations. Two methods to solve the model are compared. The first one applies Oustaloup Recursive Filter (ORF) and the second one applies Refined Oustaloup Recursive Filter (RORF). Simulation tests have...
-
Numerical solution analysis of fractional point kinetics and heat exchange in nuclear reactor
PublicationThe paper presents the neutron point kinetics and heat exchange models for the nuclear reactor. The models consist of a nonlinear system of fractional ordinary differential and algebraic equations. Two numerical algorithms are used to solve them. The first algorithm is application of discrete Grünwald-Letnikov definition of the fractional derivative in the model. The second involves building an analog scheme in the FOMCON Toolbox...
-
Inline Microstrip Bandpass Filter With Two Transmission Zeros and Increased Order Using Spurious Resonance of Frequency-Dependent Inverter
PublicationA design method for a class of fourth-order inline microstrip bandpass filter with two transmission zeros and 20% fractional bandwidth is presented. The filter consists of two quarter-wavelength transmission-line resonators coupled by a frequency-dependent inverter. The inverter is composed of two open-ended stubs that are connected by an interdigital capacitor and introduces two poles and two transmission zeros in the filter response....
-
A Self-Equalized Waveguide Filter With Frequency-Dependent (Resonant) Couplings
PublicationThis letter presents a design of a fifth-order linear phase filter with frequency-dependent couplings. The filter is composed of a triplet that is directly coupled to two resonators at the input and output. To provide group delay flattening a cross-coupling in the trisection has a strongly dispersive character with a negative slope parameter. To achieve this, an E-plane stub with a septum was used. To further improve the filter...
-
A fractionally delaying complex Hilbert transform filter
PublicationPrzedstawiono nowy, dyskretno-czasowy, ułamkowo-opóźniający (FD od ang. fractional delayor), zespolony filtr Hilberta (HTF od ang. Hilbert transform filter) nazwany FDHTF. Filtr ten jest oparty na parze obróconych filtrów o zmiennym opóźnieniu ułamkowym (VFD od ang. variable fractional delayor). Za pomocą filtru FDHTF realizuje się jednocześnie filtrację Hilberta i wprowadzanie ułamkowego opóźnienia do przetwarzanego sygnału. Dzięki...
-
Efficient FPGA Implementation of an RFIR Filter Using the APC–OMS Technique with WTM for High-Throughput Signal Processing
PublicationNowadays, Finite Impulse Response (FIR) filters are used to change the attributes of a signal in the time or frequency domain. Among FIR filters, a reconfigurable filter has the advantage of changing the coefficient in real-time, while performing the operation. In this paper, the Anti-Symmetric Product Coding (APC) and Odd Multiple Storage (OMS) modules are utilized to implement the reconfigurable FIR filter (RFIR–APC–OMS). Herein,...
-
A New Approach to Stability Evaluation of Digital Filters
PublicationIn this paper, a new numerical method of evaluating digital filter stability is presented. This approach is based on novel root-finding algorithms at the complex plane using the Delaunay triangulation and Cauchy's Argument Principle. The presented algorithm locates unstable zeros of the characteristic equation with their multiplicities. The proposed method is generic and can be applied to a vast range of systems. Verification of...
-
Coplanar Waveguide-Fed Broadband Microwave Devices with (or without) a Thin Dielectric Substrate for Use in Flexible Electronic Systems
PublicationTwo examples of microwave devices, fed by a coplanar waveguide and realized on a thin substrate (or without such a substrate), are employed to investigate the influence of devices’ curvatures and the proximity of different materials on their parameters. To perform the tests, a broadband antenna and a low-pass filter are chosen. A feeding coplanar waveguide is realized on a dielectric material brick attached to an SMA connector...
-
Using phase of short-term Fourier transform for evaluation of spectrogram performance
PublicationThe concept of spectrogram performance evaluation which exploits information on phase of short-term Fourier transform (STFT) is presented. A spectrograph which is time-frequency analyzing tool, is compared to a filter bank that demultiplexes a signal. Local group delay (LGD) and channelized instantaneous frequency (CIF) is obtained for each filtered component signal. In presented solution the performance is evaluated using so-called...
-
On ''cheap smoothing'' opportunities in identification of time-varying systems
PublicationIn certain applications of nonstationary system identification the model-based decisions can be postponed, i.e. executed with a delay. This allows one to incorporate into the identification process not only the currently available information, but also a number of ''future'' data points. The resulting estimation schemes, which involve smoothing, are not causal. Despite the possible performance improvements, the existing smoothing...
-
N-point estimators of the Instantaneous Complex Frequency
PublicationIn this paper estimators of the instantaneous complex frequency (ICF) are presented and discussed. The differential approach for the estimation of the ICF is used, therefore the estimators are based on maximally flat N-point FIR filters: differential and delay. The investigation of the filter performance includes static characteristics of ICF estimation and the error of the ICF estimation in the discrete frequency domain.W pracy...
-
Testing Stability of Digital Filters Using Optimization Methods with Phase Analysis
PublicationIn this paper, novel methods for the evaluation of digital-filter stability are investigated. The methods are based on phase analysis of a complex function in the characteristic equation of a digital filter. It allows for evaluating stability when a characteristic equation is not based on a polynomial. The operation of these methods relies on sampling the unit circle on the complex plane and extracting the phase quadrant of a function...
-
Testing Stability of Digital Filters Using Multimodal Particle Swarm Optimization with Phase Analysis
PublicationIn this paper, a novel meta-heuristic method for evaluation of digital filter stability is presented. The proposed method is very general because it allows one to evaluate stability of systems whose characteristic equations are not based on polynomials. The method combines an efficient evolutionary algorithm represented by the particle swarm optimization and the phase analysis of a complex function in the characteristic equation....
-
Systems of Nonlinear Fractional Differential Equations
PublicationUsing the iterative method, this paper investigates the existence of a unique solution to systems of nonlinear fractional differential equations, which involve the right-handed Riemann-Liouville fractional derivatives D(T)(q)x and D(T)(q)y. Systems of linear fractional differential equations are also discussed. Two examples are added to illustrate the results.
-
Signal Propagation in Electromagnetic Media Modelled by the Two-Sided Fractional Derivative
PublicationIn this paper, wave propagation is considered in a medium described by a fractional-order model, which is formulated with the use of the two-sided fractional derivative of Ortigueira and Machado. Although the relation of the derivative to causality is clearly specified in its definition, there is no obvious relation between causality of the derivative and causality of the transfer function induced by this derivative. Hence, causality...
-
Fractional Problems with Right-Handed Riemann-Liouville Fractional Derivatives
PublicationIn this paper, we investigate the existence of solutions for advanced fractional differential equations containing the right-handed Riemann-Liouville fractional derivative both with nonlinear boundary conditions and also with initial conditions given at the end point T of interval [0,T ]. We use both the method of successive approximations, the Banach fixed point theorem and the monotone iterative technique, as well. Linear problems...
-
Fractional Spectral and Fractional Finite Element Methods: A Comprehensive Review and Future Prospects
PublicationIn this article, we will discuss the applications of the Spectral element method (SEM) and Finite element Method (FEM) for fractional calculusThe so-called fractional Spectral element method (f-SEM) and fractional Finite element method (f-FEM) are crucial in various branches of science and play a significant role. In this review, we discuss the advantages and adaptability of FEM and SEM, which provide the simulations of fractional...