ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК
ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Предложены два варианта структуры интерполированного полуполосного фильтра. Оба варианта реализуемы при четных значениях коэффициента интерполяции. Первый вариант может быть использован при коэффициенте интерполяции, кратном четырем. Второй – при четном коэффициенте интерполяции, не кратном четырем. Рассмотрены частные случаи интерполированных фильтров при коэффициентах интерполяции от двух до двенадцати. Для этих случаев получены соотношения для полос пропускания, заграждения и перехода. Применение предложенных вариантов структуры обеспечивает значительное сокращение числа коэффициентов фильтра относительно классического подхода проектирования фильтров. Для данных вариантов структуры выведены аналитические выражения, позволяющие определить оптимальные значения коэффициента интерполяции и коэффициента сокращения вычислительных затрат, а также коэффициента увеличения регистров от значения ширины полос пропускания и перехода исходного фильтра. Также были спроектированы три реализации фильтра: первая – классическим способом, а вторая и третья – согласно двум вариантам разработанной структуры. Проведенное сопоставление подтвердило эффективность полученных соотношений, демонстрируя очевидные преимущества обоих вариантов предлагаемой структуры. Тем не менее разработанные варианты структуры интерполированного полуполосового КИХ-фильтра не обладают универсальностью, поскольку их применение ограничено обеспечением точного равенства центральной частоты четверти частоты дискретизации.

1. Sklar B. Digital communications: fundamentals and applications. – 2nd ed. – Upper Saddle River, NJ:Prentice-Hall, 2001. – 1079 p.
2. Ifeachor E.C., Jervis B.W. Digital signal processing: a practical approach. – New York: Prentice Hall, 2002. – 933 p.
3. Lyons R.G. Understanding digital signal processing. – 3rd ed. – Upper Saddle Ri­ver, NJ: Prentice-Hall, 2011. – 954 p.
4. Antoniou A. Digital signal processing. – McGraw-Hill, 2006. – 966 p.
5. Harris F. Multirate signal processing for communication systems. Upper Saddle River, NJ: Prentice-Hall, 2004. – 478 p.
6. Neuvo Y., Dong C.Y., Mitra S.K. Interpolated finite impulse response filters // IEEE Transactions on Acoustics, Speech and Signal Processing. – 1984. – Vol. ASSP-32. – P. 563–570.
7. Saramaki T., Neuvo Y., Mitra S.K. Design of computationally efficient interpolated FIR filters // IEEE Transactions on Circuits and Systems. – 1988. – Vol. 35 (1). – P. 70–88.
8. Mehrnia A., Willson A.N. On optimal IFIR filter design // Proceedings of the 2004 International Symposium on Circuits and Systems (ISCAS), 23–26 May. – IEEE, 2004. – Vol. 3. – P. 133–136.
9. Савиных И.С., Чемасов Д.А. Вычислительная эффективность интерполированного фильтра нижних частот // Радиопромышленность. – 2018. – № 2. – С. 58–62.
10. Савиных И.С., Гладких М.О. Полосовые интерполированные фильтры // Вопросы радиоэлектроники. – 2017. – № 4. – С. 16–23.