【matlab编程代做】基于fpga的滤波器设计

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1、.数字滤波器的设计摘要FPGA是近几年出现的新型可编程逻辑器件，它不仅具有很高的速度和可靠性，而且具有用户重复定义的逻辑功能，即具有可编程的特点。它的出现不仅使数字电路系统的设计非常灵活，而且大大缩短了系统研制周期，缩小了数字电路系统的体积和所用芯片的种类。...DESIGNOFFIRFILTERSAbstractFPGAinthepastfewyearsanewtypeofprogrammablelogicdevice,Itnotonlyhashighspeedandreliable,Andrepe

2、atwithuser-definedlogicfunction,Thatis,withprogrammablefeatures.Itnotonlymakestheemergenceofdigitalcircuitdesignisveryflexible,butalsogreatlyshortenthesystemdevelopmentcycle,reducingthesizeofthedigitalcircuitsystemandthetypeofchipused....前言在许多信息处理过程中，如对

3、信号的过滤、检测、预测等，都要广泛地用到滤波器，数字滤波器是数字信号处理中使用最广泛的一种方法。数字滤波器(digitalfilter)是由数字乘法器、加法器和延时单元组成的一种装置。其功能是对输入离散信号的数字代码进行运算处理，以达到改变信号频谱的目的。由于电子计算机技术和大规模集成电路的发展，数字滤波器可用计算机软件实现，也可用大规模集成数字硬件实时实现。数字滤波器是一个离散时间系统。数字滤波器在语言信号处理、图像信号处理、医学生物信号处理以及其他应用领域都得到了广泛应用。数字滤波器有低通、高通、

4、带通、带阻和全通等类型。它可以是时不变的或时变的、因果的或非因果的、线性的或非线性的。应用最广的是线性、时不变数字滤波器.随着数字信号处理的发展，对于器件的要求也越来越高，传统技术如单片机，PLC等很难胜任数字信号处理，因此，FPGA的使用无疑是数字信号处理实现的最佳选择。FPGA既具有门阵列的高逻辑密度和高可靠性，又具有可编码逻辑器件的用户可编程特性，可以减少系统设计和维护的风险，降低产品成本，缩短设计周期。FPGA有着规整的内部逻辑块阵列和丰富的连线资源，特别适合细粒度和高并行度结构特点的数字信号

5、处理任务。我们设计的FIR滤波器是基于窗函数的数字滤波器，首先应用MATLAB进行理论分析，根据所要求的带通频率和截止频率以及滤波器的阶数得到所需要的滤波器的系数，然后将得到的系数量化并利用FPGA实现FIR滤波器。因此，我们只需要简单的改变频率指标，并相应的调整滤波器系数就能实现不同应用场合的FIR滤波器。第一章.数字滤波器原理与选择...1.1数字滤波器简介滤波器，是指对输入信号起到滤波作用的系统。根据处理的信号不同，可分为模拟滤波器和数字滤波器两大类。若滤波器的输入、输出都是离散时间信号，则该滤

6、波器的冲激响应也必然是离散的，我们称这样的滤波器为数字滤波器（DigitalFilter）。当用硬件实现一个数字滤波器时，所需的元件是延时器、乘法器和加法器。当在通用计算机上用软件实现时，即是一段线性卷积的程序。数字滤波器是具有一定传输选择特性的数字信号处理装置，其输入输出均为数字信号，实质上是一个由有限精度算法实现的线性时不变（LinearTimeInvariant,LTI）离散系统。它的基本工作原理是利用离散系统特性对系统输入信号进行加工、处理和变换，改变输入序列的频谱或信号波形，让有用频率的信号

7、分量通过，抑制无用的信号分量输出。根据频率响应特性，数字滤波器可分为低通、高通、带通、带阻等类型，与模拟滤波器相比，除了具有数字信号处理的固有优点外，还有滤波精度高、稳定性好、灵活性强等优点。数字滤波器按其单位样值响应的性质可分为有限冲激响应滤波器（FiniteImpulseResponse，FIR）和无限冲激响应滤波器（InfiniteImpulseResponse，IIR）[11]。1.2FIR与IIR数字滤波器1.2.1有限冲击响应（FiniteImpulseResponse，FIR）滤波器有限

8、长冲击响应滤波器，即FIR滤波器，是指离散系统的单位冲击响应h(k)是一个有限长的序列，即系统的单位冲击响应只在给定的时间区间里有非零值。此时，系统的传输函数是：（3-1）1.2.2无限冲击响应（InfiniteImpulseResponse，IIR）滤波器无限冲击响应滤波器，即IIR滤波器，是指离散系统的单位冲击响应h(k)是一个无限长的时间序列。这种滤波器滤波的实现结构与一般数字滤波器的结构相同。系统的传输函数是：（3-2）1.3FIR与IIR数字滤