Studies on Implementation of . . . High Throughput and Low Power Consumption

In this thesis we discuss design and implementation of frequency selective digital filters with high throughput and low power consumption. The thesis includes proposed arithmetic transformations of lattice wave digital filters that aim at increasing the throughput and reduce the power consumption of the filter implementation. The thesis also includes two case studies where digital filters with high throughput and low power consumption are required. A method for obtaining high throughput as well as reduced power consumption of digital filters is arithmetic transformation of the filter structure. In this thesis arithmetic transformations of first- and second-order Richards’ allpass sections composed by symmetric two-port adaptors and implemented using carry-save arithmetic are proposed. Such filter sections can be used for implementation of lattice wave digital filters and bireciprocal lattice wave digital filters. The latter structures are efficient for implementation of interpolators and decimators by factors of two. Th

Multidimensional Wave Digital Filters and Wavelets (Mehrdimensionale Wellendigitalfilter und Wavelets)

Das Kernziel dieser Dissertation ist der Entwurf von orthogonalen, mehrdimensionalen Wellendigitalfiltern für nichtseparierbare Abtastmatritzen (z.B. Quincunx-, Hexagonal-, BCCS-Matrix). Damit der Leser einen einfacheren Einstieg in den Filterentwurf hat, sind einige Grundlagen elektrischer Netzwerke und Filter vom analogen als auch vom digitalen Typ in Kapitel 2 angegeben. Wichtiges Beiwerk, welches digitale Filter mit der Wavelettransformation verknüpft, ist zusammengefaßt. Es wird weiterführende Literatur angegeben, die diesen Stoff ausführlicher behandelt. Weiterhin werden wichtige Abtastsätze präsentiert und ein angegebener Vergleich über die minimale Abtastrate zeigt einen interessanten Aspekt. Kapitel 3 zeigt Verbindungen von Wellendigitalfiltern zu ihren analogen Referenzfiltern. Desweiteren wird gezeigt, wie man eine perfekte Rekonstruktion mit Filterbänken erreicht ohne eine spektrale Faktorisierung durchführen zu müssen. Bekannte Wavelets, wie z.B. Meyer Wavelets, Sinc-Wavelet (Littlewood-Paley Wavelet), Haar Wavelet, Daubechies Wavelets und Butterworth Wavelets, sind in Kapitel 4 präsentiert. Weiterhin werden bekannte Filter gezeigt, die (sofern einige Einschränkungen eingehalten werden) benutzt werden können um neue orthonormale Wavelets, nämlich Cosinus-Rolloff Wavelets und Chebyshev Wavelets zu generieren. Es wird auch ein Filter präsentiert mit welchem eine Verschiebung der Abtastwerte um einen beliebigen reellen Wert effizient erfolgen kann. In den Kapiteln 5, 6 und 7 werden Entwurfsmethoden für mehrdimensionale Filter angegeben mit denen nichtseparierbare, orthogonale Wavelets (zwei- und dreidimensional) erzeugt werden können

Digital Filters

The new technology advances provide that a great number of system signals can be easily measured with a low cost. The main problem is that usually only a fraction of the signal is useful for different purposes, for example maintenance, DVD-recorders, computers, electric/electronic circuits, econometric, optimization, etc. Digital filters are the most versatile, practical and effective methods for extracting the information necessary from the signal. They can be dynamic, so they can be automatically or manually adjusted to the external and internal conditions. Presented in this book are the most advanced digital filters including different case studies and the most relevant literature