摘要:
在信息信号处理过程中,如对信号的过滤、检测、预测等,,都要使用到,数字滤波器是数字信号处理中使用最广泛的一种方法,常用的数字滤波器有无限长单位脉冲响应(IIR)滤波器和有限长单位脉冲响应(FIR)滤波器两种。对于应用设计者,由于开发速度和效率的要求很高,短期内不可能全面了解数字滤波器相关的优化技术,需要花费很大的精力才能使设计出的在速度、资源利用、性能上趋于较优。而采用调试好的IP核需要向Alte
在信息信号处理过程中,如对信号的过滤、检测、预测等,,都要使用到,数字滤波器是数字信号处理中使用最广泛的一种方法,常用的数字滤波器有无限长单位脉冲响应(IIR)滤波器和有限长单位脉冲响应(FIR)滤波器两种。对于应用设计者,由于开发速度和效率的要求很高,短期内不可能全面了解数字滤波器相关的优化技术,需要花费很大的精力才能使设计出的在速度、资源利用、性能上趋于较优。而采用调试好的IP核需要向Altera公司购买。本文采用了一种基于DSP Builder的FPGA设计方法,以一个低通的16阶FIR滤波器的实现为例,通过生成的滤波器顶层模块文件与A/D模块文件设计,在联星科技的NC-EDA-2000C实验箱上验证了利用该方法设计的数字滤波器电路工作正确可靠,能满足设计要求。 1 FIR滤波器的参数设计 1.1 设计要求 数字实际上是一个采用有限精度算法实现的线性非时变离散系统,它的设计步骤为先根据需要确定其性能指标,设计一个系统函数H(z)逼近所需要的技术指标,最后采用有限精度算法实现。本系统的设计指标为:设计一个16阶的低通FIR滤波器,对模拟 信号的采样频率Fs为48KHz,要求信号的截止频率Fc=10.8kHz,输入序列为宽为9位(最宽位为符号位)。 1.2 FIR滤波器的参数选取 计频率选择性数字滤波器时,通常希望能有近似恒定的频响幅度,并尽量减小通带内的相位失真,斜率为整数的线性相位对应于时域中简单的延时,他在频域中可将相位失真降低到最小的程度,用Matlab提供的滤波器设计的专门工具箱--FDAtool设计滤波器,满足要求的FIR滤波器幅频特性,如图 2 数字滤波器的DSP Builder设计 2.1 DSP Builder介绍 DSP Builer是Altera推出的一个数字信号处理(DSP)开发工具,他在Quartus II FPGA设计环境中集成了Mathworks的Matlab和Simulink DSP开发软件。对DSP Builder而言,包括DSP系统的建模,系统级仿真、设计模型向VHDL硬件描述语言代码的转换、RTL(Register Transfer Level,逻辑综合)级功能仿真测试、编译适配和布局布线、时序实时直至对DSP目标器件的编程配置,整个开发流程几乎可以在顶层的开发工具 Matlab/Simulink同一环境中完成。