[发明专利]自适应阻-陷滤波器

说明书

本发明涉及一种阻-陷（stop-notch）滤波的功能，特别涉及在时变或集变（ensemblevaring）的一些频率上自适应地抑制能量。

典型的通信系统为了在选定的一些频率上抑制能量，均包括有无限脉冲响应（IIR）滤波器。这类滤波器包括一个或多个单节滤波器，每节滤波器具有一对与一个加法器并联的乘法器。任何给定的一节滤波器的特性是由乘法器的值来确定的。例如，乘法器的值可以这样选择用来实现高频段的带阻功能或低频段的带阻功能。

单节滤波器中的乘法器的比值的选取，在先有技术中已有大量的固定滤波功能提供了证明。由于这些乘法器是处于反馈通路中，所以必须慎重地选取它们的值。如果不注意选取这些乘法器的值，其结果将造成滤波器的工作不稳定。关于在一个反馈系统中与相乘有关的潜在不稳定性，在先有技术中也是熟知的。请参阅范例，反馈控制系统的分析与综合，D′AZZO＆Houpis，MCGraw-Hill，N.Y，1960。

在一些当用场合，需要在时变或集变频率上抑制能量。这类应用的例子包括：电话线上呼叫进行信号的检测;调制解调器中载频的检波;调制解调器中的鉴别;预加重信号的自动均衡;和在电话系统中的双音多频音调（DTMF）的检波。对于这些时变或集变频率，固定滤波可能是不适用的。

美国专利4，223，272公开了一个四端网络，该四端网络可以有选择地变换为一个低通，高通，带通，全通，或带阻滤波器。这个四端网络具有一个传递函数，该传递函数实质上能满足一个二次方程，该二次方程的系数可以改变，用来改变网络的功能。通过变换网络中的电阻值即可改变该二次方程的系数。这些电阻可用开关转换，但只能使四端网络从滤波器的一种形式转到另一种形式。在时变或集变频率的动态基础上，这些电阻不能用开关作动态地转换来改变滤波器的特性。

美国专利4，182，997描述一个为长途通信系统而设计的滤波器，该滤波器抑制第1个信号频率和没有显著衰减地发送邻近的第2频率。在其上完成通、阻功能的频率取决于第1和第2电容器以及第1，第2电感器的值。与此相类，美国专利3，531，652公开了一个有源滤波器电路，该滤波器功能适合于在衰减其它频率的同时，能以很少的衰减来通过一个源频率。此外，美国专利3，628，057公开了一个有源窄陷波器用来滤去噪声信号。然而，这些先有技术的参考文献中没有一个公布出一个能够动态可变地在时变或集变频率上抑制能量的滤波器。

因此，本发明的目的是提供一种改进了的滤波器。

本发明的另一个目的是提供一个滤波器，用来在时变或集变频率上抑制能量。

本发明还有一个目的是提供一个在工作时动态可变的自适应阻-陷滤波器。

按照本发明的这些和其它目的，在这里公开一个阻-陷滤波器，其中对组成滤波器的乘法器的一些值，在工作时可以动态地改变，以便在时变或集变频率上抑制能量。选出第1组的乘法器和选出第2组乘法器，而使这两组都产生稳定的滤波器节。只要两组极点间的Z-平面的轨迹各点都在单位圆内，使用的乘法器组可以任何速度反转而没有不稳定性。在这里公开的最佳的实施方案中，动态自适应滤波器是作为带阻滤波器用在双音调多频（DTMF）接收机中。这些带阻滤波器中的一个是低带阻滤波器，它使每个低频DTMF音调衰减40db。一个高带阻滤波器同样地使高频DTMF音调衰减40db。

图1是用在本发明中的一个无限脉冲响应（IIR的滤波器。

图2是一个采用图1的滤波器的双音调多频接收机的方框图。

图3是一个描述图1中的滤波器工作的流程图。

图4是一个反馈控制系统的方框图，其中当系统增益提高时，系统的极点移动。

图5是一个根据图1为双四线滤波器选择乘法器值的流程图。

图1示出一个典型的无限脉冲响应（IIR）滤波器节10。这个滤波器节包括四个乘法器15，16，18和19以及加法器11和12。已给出如图1所示的滤波器节10，滤波器的几个功能中的任何一个功能的实现取决于乘法器15，16，18和19的给定值。如图所示，乘法器15和18被连接在反馈通路内，而乘法器16和19被连接在正向的通路中，这样，加法器11的两个输入是滤波器输入51和线路52，线路52就是乘法器15和18的输出。延迟块14被连结在接点13和乘法器15和16的输入之间，延迟块17被接在乘法器15、16的输入和乘法器18、19的输入之间。