4.5. Адаптивные фильтры

Адаптивный фильтр - это фильтр, передаточная функция (или частотная характеристика) которого адаптируется, т.е. изменяется таким образом, чтобы пропустить без искажений полезные составляющие сигнала и ослабить нежелательные сигналы или помехи [24]. Схема адаптивного фильтра представлена на рис.4.5.

Рис.4.5. Адаптивный фильтр

Подобный фильтр действует по принципу оценки статистических параметров сигнала и подстройки собственной передаточной функции таким образом, чтобы минимизировать некоторую целевую функцию. Эту функцию обычно формируют с помощью “эталонного” сигнала на задающем входе. Этот эталонный сигнал можно рассматривать как желаемый сигнал на выходе фильтра. Задача блока адаптации состоит в подстройке коэффициентов цифрового фильтра таким образом, чтобы свести к минимуму разность _n=_n-_n , определяеющую ошибку в работе фильтра. Варианты включения адаптивного фильтра паказаны на рис. 4.6,а) и б).

Для варианта на рис.4.6,а) оптимальный импульсный отклик адаптивного фильтра равен импульсному отклику “черного ящика”:

Фильтры первого рода - это фильтры для подавления шума. Здесь поступающий сигнал, являющийся смесью полезного сигнала с шумом (помехой) приложен ко входу x_n , а от другого источника, не содержащего никаких составляющих полезного сигнала, поступает образец “мешающего” сигнала - т.е. шума или помехи, тогда на выходе фильтра :

x_n = S_n + x^_n ;

y_n = S_n ;

а)

_{Рис.4.6. Два варианта включения адаптивного фильтра}

Для варианта на рис.4.6,б) оптимальный импульсный отклик фильтра равен обратному импульсному отклику “черного ящика”:

Примером адаптивного фильтра второго типа является фильтр для коррекции искажений при передаче данных по линии связи. В этом случае вход линии связи возбуждается известным сигналом, а искаженный сигнал поступает на вход x. Затем фильтр перестраивается с помощью подачи на вход x^ набора известных неискаженных сигналов.