FIR濾波器設計方案匯總,包括FPGA、DSP、MATLAB等架構
FIR濾波器,有限長(cháng)單位沖激響應濾波器,又稱(chēng)為非遞歸型濾波器,是數字信號處理系統中最基本的元件,它可以在保證任意幅頻特性的同時(shí)具有嚴格的線(xiàn)性相頻特性,同時(shí)其單位抽樣響應是有限長(cháng)的,因而濾波器是穩定的系統。因此,FIR濾波器在通信、圖像處理、模式識別等領(lǐng)域都有著(zhù)廣泛的應用。本文著(zhù)重介紹基于不同結構的FIR濾波器的設計方案,供大家參考。
本文引用地址:http://dyxdggzs.com/article/267760.htm基于FPGA分布式算法的低通FIR濾波器的設計與實(shí)現
FPGA既具有門(mén)陣列的高邏輯密度和高可靠性,又具有可編程邏輯器件的用戶(hù)可編程特性,可以減少系統設計和維護的風(fēng)險,降低產(chǎn)品成本,縮短設計周期。FIR數字濾波器在數字信號處理的過(guò)程中有很好的線(xiàn)性相位和穩定性,被廣泛應用于音頻處理、語(yǔ)音處理、信息系統等各種系統中。隨著(zhù)現代電子技術(shù)及EDA技術(shù)的發(fā)展,特別是可編程邏輯電路的發(fā)展,FIR數字濾波器的實(shí)現將變得更具有靈活性和實(shí)時(shí)性。
FIR 濾波器的設計與FPGA 高速實(shí)現一直是信號處理領(lǐng)域研究的熱點(diǎn),本文利用FIR 有限沖擊響應濾波器IP 核,設計了截止頻率為500Hz 的FIR 低通濾波器,在Simulink 中建立了仿真模型并進(jìn)行了仿真。最終在EP2C35F672C8 型號FPGA 上得到了最高響應頻率為151.88MHz 的高速FIR 低通濾波器。設計效率和濾波器性能得到了極大的提高。
利用Verilog HDL 設計數字濾波器的最大優(yōu)點(diǎn)就是可使設計更加靈活。比較硬件電路圖設計, Verilog HDL 語(yǔ)言設計的參數可以很容易在Verilog 程序中更改, 通過(guò)綜合工具的簡(jiǎn)化和綜合即可以得到電路圖, 其效率要高出利用卡諾圖進(jìn)行人工設計許多。而且編譯過(guò)程也非常簡(jiǎn)單高效。優(yōu)秀編碼風(fēng)格能夠在綜合過(guò)程中節省芯片使用的單元, 從而降低設計成本。
本文只是利用Matlab輔助DSP實(shí)現了一個(gè)簡(jiǎn)單的FIR低通濾波器,并在TMS320C6713 DSK上成功運行。還可以利用Matlab輔助DSP來(lái)實(shí)現比較復雜的諸如語(yǔ)音處理、通信、圖像處理等方面的程序開(kāi)發(fā),可以大大縮短DSP 應用程序的開(kāi)發(fā)時(shí)間,提高設計效率,這也是以后DSP設計的一個(gè)趨勢。
FIR濾波器具有幅度特性可隨意設計、線(xiàn)性相位特性可嚴格精確保證等優(yōu)點(diǎn),因此在要求相位線(xiàn)性信道的現代電子系統,如圖像處理、數據傳輸等波形傳遞系統中,具有很大吸引力。本文簡(jiǎn)單介紹了其線(xiàn)性相位條件和設計方法,并且提供了一種用DSP實(shí)現的方法。
本文主要探討用頻率采樣法設計FIR數字濾波器的相關(guān)問(wèn)題,主要包括設計原理、性能分析、線(xiàn)性相位條件及設計中應注意的問(wèn)題等幾個(gè)方面。
本文基于SoPC數字濾波器的設計與實(shí)現,不僅利用Matlab中的Simulink與Alterl DSP Builder工具確定FIR濾波器系數,不用編程,只需簡(jiǎn)單的設置,而且通過(guò)VHDL層次化設計方法,同時(shí)使FPGA與單片機相結合,采用C51及VHDL語(yǔ)言模塊化設計思想進(jìn)行優(yōu)化編程。
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