A novel IIR based FIR filter design technique using a new fitness function determined by distance metrics

IF 1 4区工程技术 Q3 ENGINEERING, MULTIDISCIPLINARY

Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University Pub Date : 2023-08-21 DOI:10.17341/gazimmfd.1061112

Fatma LATİFOĞLU, Sümeyya ARIKAN

{"title":"A novel IIR based FIR filter design technique using a new fitness function determined by distance metrics","authors":"Fatma LATİFOĞLU, Sümeyya ARIKAN","doi":"10.17341/gazimmfd.1061112","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"Bu çalışmada, basit ve yeni bir yaklaşımla süzgecin tüm frekans yanıtı parametrelerini kontrol ederek yüksek performanslı bir sonlu dürtü yanıtlı (Finite Impulse Response - FIR) süzgeç tasarım yöntemi geliştirilmiştir. Bu amaçla, geçirme ve durdurma bandı dalgalanmaları, durdurma bandı zayıflaması, geçiş bandı genişliği ve doğrusal faz yanıtı parametrelerinin tamamı göz önünde bulundurularak ve sonsuz dürtü yanıtlı (Infinite Impulse Response - IIR) süzgecin daha iyi frekans yanıtına sahip olma avantajları da kullanılarak IIR süzgeç temelli optimal FIR süzgeç tasarlanmıştır. Butterworth ve Chebyshev süzgeçlerin parametreleri, Yapay Arı Kolonisi (Artificial Bee Colony - ABC) ve Parçacık Sürü Optimizasyonu (Particle Swarm Optimization - PSO) algoritmaları ve çeşitli uzaklık ölçütleri kullanılarak yeni uygunluk fonksiyonlarıyla optimize edilmiştir. Süzgeçlenen işaretler görsel olarak incelendiğinde, önerilen algoritma ile süzgeçlenen işaretin faz gecikmesinin geleneksel süzgeçlere göre daha az olduğu görülmüştür. Ayrıca, tasarlanan süzgecin performansı, dört farklı frekans içeren sinüzoidal bir işareti alt bantlarına ayrıştırmak için test edilmiştir. Sayısal sonuçlara göre, önerilen yaklaşımla tasarlanan süzgeç, işareti diğer yaygın olarak kullanılan geleneksel süzgeçlere göre daha hassas bir şekilde ayrıştırmıştır.","PeriodicalId":51103,"journal":{"name":"Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University","volume":"1 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":1.0000,"publicationDate":"2023-08-21","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.17341/gazimmfd.1061112","RegionNum":4,"RegionCategory":"工程技术","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"Q3","JCRName":"ENGINEERING, MULTIDISCIPLINARY","Score":null,"Total":0}

引用次数: 0

Abstract

Bu çalışmada, basit ve yeni bir yaklaşımla süzgecin tüm frekans yanıtı parametrelerini kontrol ederek yüksek performanslı bir sonlu dürtü yanıtlı (Finite Impulse Response - FIR) süzgeç tasarım yöntemi geliştirilmiştir. Bu amaçla, geçirme ve durdurma bandı dalgalanmaları, durdurma bandı zayıflaması, geçiş bandı genişliği ve doğrusal faz yanıtı parametrelerinin tamamı göz önünde bulundurularak ve sonsuz dürtü yanıtlı (Infinite Impulse Response - IIR) süzgecin daha iyi frekans yanıtına sahip olma avantajları da kullanılarak IIR süzgeç temelli optimal FIR süzgeç tasarlanmıştır. Butterworth ve Chebyshev süzgeçlerin parametreleri, Yapay Arı Kolonisi (Artificial Bee Colony - ABC) ve Parçacık Sürü Optimizasyonu (Particle Swarm Optimization - PSO) algoritmaları ve çeşitli uzaklık ölçütleri kullanılarak yeni uygunluk fonksiyonlarıyla optimize edilmiştir. Süzgeçlenen işaretler görsel olarak incelendiğinde, önerilen algoritma ile süzgeçlenen işaretin faz gecikmesinin geleneksel süzgeçlere göre daha az olduğu görülmüştür. Ayrıca, tasarlanan süzgecin performansı, dört farklı frekans içeren sinüzoidal bir işareti alt bantlarına ayrıştırmak için test edilmiştir. Sayısal sonuçlara göre, önerilen yaklaşımla tasarlanan süzgeç, işareti diğer yaygın olarak kullanılan geleneksel süzgeçlere göre daha hassas bir şekilde ayrıştırmıştır.

查看原文本刊更多论文

一种新的基于距离度量的适应度函数的FIR滤波器设计技术

在本研究中，通过一种简单而新颖的方法控制滤波器的所有频率响应参数，开发了一种高性能有限脉冲响应（FIR）滤波器设计方法。为此，通过考虑通带和截止带波动、截止带衰减、通带宽度和线性相位响应等所有参数，并利用无限冲激响应（IIR）滤波器具有更好频率响应的优点，设计出基于 IIR 滤波器的最佳 FIR 滤波器。利用人工蜂群（ABC）和粒子群优化（PSO）算法以及各种距离测量方法，通过新的适配函数对巴特沃斯和切比雪夫滤波器的参数进行了优化。对滤波后的信号进行直观分析后发现，采用所提算法滤波后的信号相位延迟小于传统滤波器。此外，还对所设计滤波器的性能进行了测试，以将包含四个不同频率的正弦信号分解为子带。数值结果表明，与其他广泛使用的传统滤波器相比，采用所提方法设计的滤波器能更准确地分离信号。

本文章由计算机程序翻译，如有差异，请以英文原文为准。

求助全文

约1分钟内获得全文求助全文

来源期刊

Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University ENGINEERING, MULTIDISCIPLINARY-

CiteScore

1.90

自引率

45.50%

发文量

审稿时长

6-12 weeks

期刊介绍： Gazi University Journal of the Faculty of Engineering and Architecture; Engineering qualifications described below and in the field of architecture research papers and invited articles by scanning is considered to be Turkish.