• 제목/요약/키워드: IIR Filter

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Dynamic Characteristics of DC-DC Converters Using Digital Filters

  • Kurokawa, Fujio;Okamatsu, Masashi;Ishibashi, Taku;Nishida, Yasuyuki
    • Journal of Power Electronics
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    • 제9권3호
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    • pp.430-437
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    • 2009
  • This paper presents the dynamic characteristics of buck and buck-boost dc-dc converters with digital filters. At first, the PID, the minimum phase FIR filter and the IIR filter controls are discussed in the buck dc-dc converter. Comparisons of the dynamic characteristics between the buck and buck-boost converters are then discussed. As a result, it is clarified that the superior dynamic characteristics are realized in the IIR filter method. In the buck converter, the undershoot is less than 2% and the transient time is less than 0.4ms. On the other hand, in the buck-boost converter, the undershoot is about 3%. However, the transient time is approximately over 4ms because the output capacitance is too large to suppress the output voltage ripple in this type of converter.

Performance Analysis of th e Sign Algorithm for an Adaptive IIR Notch Filter with Constrained Poles and Zeros

  • Tani, Naoko;Xiao, Yegui
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2000년도 ITC-CSCC -2
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    • pp.681-684
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    • 2000
  • Gradient-type algorithms for adaptive IIR notch filters are very attractive in terms of both performances and computational requirements. Generally, it is quite difficult to assess their performances analytically. There have been several trials to analyze such adaptive algorithms as the sign and the plain gradient algorithms for some types of adaptive IIR notch filters, but many of them still remain unexplored. Furthermore, analysis techniques used in those trials can not be directly applied to different types of adaptive IIR notch filters. This paper presents a detailed performance analysis of the sign algorithm for a well-known adaptive IIR notch filter with constrained poles and zeros, which can not be done by just applying the related existing analysis techniques, and therefore has not been attempted yet. The steady-state estimation error and mean square error (MSE) of the algorithm are derived in closed forms. Stability bounds of the algorithm are also assessed. extensive simulations are conducted to support the analytical findings.

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헤드폰/이어폰을 위한 저전력 피드백 능동 소음 제어 필터 설계 방법 (A Method of Designing Low-power Feedback Active Noise Control Filter for Headphones/Earphones)

  • 서지호;윤대희;박영철
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제10권1호
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    • pp.57-65
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    • 2017
  • 본 논문은 헤드폰/이어폰에 최적화된 저전력 피드백 능동 소음 제어 필터 설계 방법을 제안하였다. 제약 최적화를 이용하여 높은 샘플링 주파수 환경에서 합리적인 소음 저감 성능을 확보하기 위한 높은 차수의 유한 임펄스 응답소음 제어 필터를 얻은 후 무한 임펄스 응답 근사 기법인 Balanced Model Truncation (BMT)를 이용하여 얻어낸 필터를 헤드폰/이어폰과 같은 저전력 디지털 신호처리 시스템에 적합하도록 낮은 차수의 무한 임펄스 응답 소음 제어 필터로 변환하였다. 성능 확보를 위해 주파수 워핑 기법을 이용하여 기존의 높은 차수의 유한 임펄스 응답 소음 제어 필터와 더욱 유사한 주파수 응답을 가지는 무한 임펄스 응답 필터를 얻었으며, 이를 2차 무한 임펄스 응답 필터들의 종속연결 구조로 재구성하여 시스템 전체의 안정성을 높였다. 백색 잡음을 통한 능동 소음 제어 시뮬레이션과 결과 및 안정성 실험 등을 통해 제안하는 기법이 기존의 기법보다 우수한 소음 저감 성능과 안정성을 가짐을 검증하였다.

디지털 IIR Filter와 Deep Learning을 이용한 ECG 신호 예측을 위한 성능 평가 (Performance Evaluation for ECG Signal Prediction Using Digital IIR Filter and Deep Learning)

  • 윤의중
    • 문화기술의 융합
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    • 제9권4호
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    • pp.611-616
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    • 2023
  • 심전도(electrocardiogram, ECG)는 심박동의 속도와 규칙성, 심실의 크기와 위치, 심장 손상 여부를 측정하는데 사용되며, 모든 심장질환의 원인을 찾아낼 수 있다. ECG-KIT를 이용하여 획득한 ECG 신호는 ECG 신호에 잡음을 포함하기 때문에 딥러닝에 적용하기 위해서는 ECG 신호에서 잡음을 제거해야만 한다. 본 논문에서는, ECG 신호에서 잡음은 Digital IIR Butterworth의 저역 통과 필터를 이용하여 제거하였다. LSTM의 딥러닝 모델을 사용하여 3가지 활성화 함수인 sigmoid(), ReLU(), tanh() 함수에 대한 성능 평가를 비교했을 때, 오차가 가장 작은 활성화 함수는 tanh() 함수 임을 확인하였으며, 또한 LSTM과 GRU 모델에 대한 성능 평가와 경과 시간을 비교한 결과 GRU 모델이 LSTM 모델보다 우수한 것을 확인하였다.

시공간 3차원 결합 잡음제거 필터 (Spatio-Temporal 3D Joint Noise Reduction Filter)

  • 홍성훈;홍성용
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제5권2호
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    • pp.147-157
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    • 2002
  • 영상 시퀀스에 포함된 잡음은 화질을 열화시키고 중요한 영상의 미세 정보를 훼손시킨다. 또한 잡음은 영상의 복잡성을 증가시키므로 영상의 압축효율을 저하시킨다. 본 논문에서는 특성이 서로 다른 두개의 적응형 잡음제거 필터를 결합적으로 연결하여 잡음을 제거하는 공간결합필터와 시간결합필터를 제시하고, 이 결합필터들을 연결한 IIR필터 구조를 갖는 3차원 잡음제거 필터를 제시한다. 제시된 잡음제거 필터는 영상의 에지와 미세정보를 유지하면서도 평탄한 영상영역에 대해서는 강한 잡음제거를 수행하며 이웃한 프레임 사이에서도 잡음에 의한 시간적인 깜박임을 억제한다. 실험결과 제안된 잡음제거 필터는 기존 방식들에 비하여 객관적 화질뿐만 아니라 주관적인 화질을 크게 향상시킴을 알 수 있었다.

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창함수 설계 기법을 이용한 FIR 디지털 필터의 성능 향상에 관한 연구 (A Study on an Performance Improvement of FIR Digital Filter using Window Function Design Method)

  • 이경효;배상범;김남호
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2007년도 추계종합학술대회
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    • pp.351-354
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    • 2007
  • 현대 사회에서 디지털 처리 기술은 다양한 분야에서 응용되고 있다. 대표적으로 음성 및 영상 처리에 관한 신호 처리 기술을 들 수 있으며, 이러한 신호 처리를 위한 필터는 크게 FIR 필터와 IIR 필터로 나눌 수 있다. FIR 필터는 IIR 필터에 비해 높은 차수로써 구현이 되어지는 단점이 있으나, 안정적이며 구현하기에 용이하다는 장점을 가진다. 또한 선형 위상 응답 특성을 가지고 있어, 파형 정보 특성이 중요시되는 곳에 사용되어지고 있다. FIR 필터 구현에 있어 주요한 문제점은 깁스현상을 최소화시키는 것이다. 따라서 본 논문에서는 변형된 창함수를 이용한 FIR 디지털 필터를 사용하여 기존에 제시된 방법과 비교하였다.

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안정화 필터 알고리즘을 적용한 IIR 구조 능동 머플러의 설계 (Design of IIR Structure Active Mufflers using Stabilized Filter Algorithms)

  • 안동준;남현도
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권3호
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    • pp.570-575
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    • 2019
  • 능동 머플러는 자동차 머플러의 배기소음을 저감하기 위하여 능동 소음 제어 기법을 적용하여 구현된다. 기존의 보편적인 Filtered_x LMS 알고리즘은 음향 궤환이 존재할 경우 제어필터의 차수가 매우 커지고 수렴성이 악화되는 문제가 있다. 이를 보완할 수 있는 Recursive LMS 알고리즘은 적응필터의 적응과정에서 쉽게 발산할 수 있어 적용이 제한되어 왔다. 본 논문에서는 수렴 성능과 계산량 부담이 개선되도록 1차 경로와 2차 경로 전달함수의 구조를 IIR 필터로 설계하였으며 IIR 필터 구조의 단점인 안정성 확보를 위해 안정화 필터 알고리즘을 적용하였다. 안정화 필터 알고리즘은 적응과정 중에 음향 궤환에 해당하는 전달함수의 극점이 발산하는 것을 방지하기 위하여 극점을 단위원 내부로 끌어 당기는 역할을 수행한다. 이러한 방법으로 능동 머플러 시스템의 계산량 절감과 수렴성능을 향상시킬 수 있다. 제안한 시스템의 유용성을 보이기 위하여 가변 환경인 디젤 엔진의 배기음향을 대상으로 기존의 Filtered_x LMS 알고리즘과 제안한 시스템과의 성능을 비교하여 그 우수성을 보였으며, 계산량은 절반 이하, 수렴 특성은 4배 이상의 성능을 보였다.

능동소음제어를 위한 IIR 구조 2차경로 추정 알고리즘 (IIR Structure Secondary Path Estimation Algorithms for Active Noise Control Systems)

  • 최영훈;안동준;남현도
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제25권2호
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    • pp.143-149
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    • 2011
  • In this paper, IIR structures are proposed to reduce the computation complexity of the secondary-pass estimation in active noise control(ANC) systems. However, there are stability problems of using IIR models to reduce the computation complexity in ANC systems. To overcome these problems, we propose a stabilizing procedure of recursive least mean squares (RLMS) algorithms for eatimating the parameters of IIR models of the secondary path transfer functions. The multichannel ANC systems are implemented by using the TMS320C6713 DSP board to test the performance of computation complexity and stability of the proposed methods. Comparing the IIR filters with the FIR filters, the IIR filters can reduce 50[%] of the computation and obtain similar noise reduction result.

디지털 필터를 이용한 소형 심전도계의 구현 (Implementation of a Mini ECG Using a Digital Filter)

  • 안종현;김기완
    • 반도체디스플레이기술학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.77-81
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    • 2021
  • In this paper, a low-csst ECG system using a digital filter was implemented. After amplifying the analog ECG signal, it is converted into a digital signal and filtered. The developed ECG module is miniaturized by removing the analog filter element that occupies the existing volume and replacing it with a digital filter using a 3-stage Butterworth filter which is one of IIR filters. It uses a serial monitoring program with C# to check and save the ECG waveform measured on a computer screen. The ECG system using a developed digital filter in this paper uses a low-cost processor instead of an expensive, high-end processor, and its size and price are reduced by converting the analog filter to a digital filter. In addition, since the waveform of the developed ECG system is similar to the actual ECG waveform of MIT-BIU, it is considered that the existing analog filter can be replaced with the developed digital filter.

자동 2차경로 추정기법을 이용한 안정한 능동소음제어 (Stable Active Noise Control Using Auto-Secondary Path Estimation Techniques)

  • 남현도;서성대
    • 전기학회논문지
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    • 제58권11호
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    • pp.2299-2301
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    • 2009
  • The adaptive IIR filters for active noise control systems are more effective when acoustic feedback exists, but the adaptive IIR filters could be unstable when the filter algorithm is not yet converged. In this paper, auto-secondary path estimation techniques and a stabilizing process for adaptive Multi-Channel Recursive LMS (MCRLMS) filters are developed to improve the stability of multi-channel active noise control systems. Experiments using a TMS320VC33 digital signal processor in a three dimensional enclosure have performed to show the effectiveness of the proposed algorithm.