FIR濾波器設計方案匯總,包括FPGA、DSP、MATLAB等架構
FIR濾波器,有限長單位沖激響應濾波器,又稱為非遞歸型濾波器,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具有嚴格的線性相頻特性,同時其單位抽樣響應是有限長的,因而濾波器是穩定的系統。因此,FIR濾波器在通信、圖像處理、模式識別等領域都有著廣泛的應用。本文著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://www.104case.com/article/267760.htmFPGA既具有門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可編程特性,可以減少系統設計和維護的風險,降低產品成本,縮短設計周期。FIR數字濾波器在數字信號處理的過程中有很好的線性相位和穩定性,被廣泛應用于音頻處理、語音處理、信息系統等各種系統中。隨著現代電子技術及EDA技術的發展,特別是可編程邏輯電路的發展,FIR數字濾波器的實現將變得更具有靈活性和實時性。
FIR 濾波器的設計與FPGA 高速實現一直是信號處理領域研究的熱點,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點就是可使設計更加靈活。比較硬件電路圖設計, Verilog HDL 語言設計的參數可以很容易在Verilog 程序中更改, 通過綜合工具的簡化和綜合即可以得到電路圖, 其效率要高出利用卡諾圖進行人工設計許多。而且編譯過程也非常簡單高效。優秀編碼風格能夠在綜合過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實現了一個簡單的FIR低通濾波器,并在TMS320C6713 DSK上成功運行。還可以利用Matlab輔助DSP來實現比較復雜的諸如語音處理、通信、圖像處理等方面的程序開發,可以大大縮短DSP 應用程序的開發時間,提高設計效率,這也是以后DSP設計的一個趨勢。
FIR濾波器具有幅度特性可隨意設計、線性相位特性可嚴格精確保證等優點,因此在要求相位線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。本文簡單介紹了其線性相位條件和設計方法,并且提供了一種用DSP實現的方法。
本文主要探討用頻率采樣法設計FIR數字濾波器的相關問題,主要包括設計原理、性能分析、線性相位條件及設計中應注意的問題等幾個方面。
本文基于SoPC數字濾波器的設計與實現,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,只需簡單的設置,而且通過VHDL層次化設計方法,同時使FPGA與單片機相結合,采用C51及VHDL語言模塊化設計思想進行優化編程。
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