基于FPGA的數(shù)字濾波器的設計研究.pdf

1、FPGA器件(Field Programmable Gate Array)是20世紀90年代發(fā)展起來的可編程邏輯器件，它具有集成度高、可靠性強、處理速度快等特點。在一片F(xiàn)PGA上可以進行軟硬件協(xié)同設計，使硬件設計如同軟件設計一樣靈活方便。
　　濾波器在諸如數(shù)字通信、語音、音頻、生物醫(yī)學信號處理等許多領域都有重要的應用。數(shù)字濾波器主要是用于改變信號的時域和頻域的特性。常見的濾波器就是線性時不變?yōu)V波器。由于FIR濾波器具有規(guī)律的結構形

2、式，在現(xiàn)實應用中，大部分FIR濾波器具有相應的IP核；但是IIR濾波器沒有核，所以限制了其應用，并且IIR相對于FIR具有很多無法替代的特性，比如相同的幅頻特性，需要較低的階數(shù)，并且IIR濾波器用較少的硬件資源。
　　本文介紹了FIR、IIR濾波器的理論，應用ALTERA公司的QuartusⅡ開發(fā)軟件設計了FIR、IIR結構的低通、高通等類型的濾波器，分別進行串行結構、并行結構、分布式結構的FPGA實現(xiàn)，對不同結構的性能進行了對比

3、分析。利用fdatool產(chǎn)生濾波器系數(shù)，根據(jù)不同的結構，設計不同的濾波器。在實際的應用中，如果采樣頻率遠大于信號的截止頻率，很難設計出只含有一個部分的IIR濾波器，只能分成幾個部分的級聯(lián)。并對FIR濾波器和IIR濾波器進行比較，分別設計了直接型結構和級聯(lián)型結構的IIR濾波器。同時應用FIR和IIR濾波器的設計原理設計了多速率濾波器。應用多個軟件協(xié)同工作進行設計。首先，采用 MATLAB仿真，根據(jù)指定的參數(shù)，利用MATLAB的函數(shù)進行設計