基于fpga的数字滤波器的设计设计

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1、重庆大学本科学生毕业设计（论文）基于FPGA的数字滤波器的设计学生：黄建华学号：20094719指导教师：杨力生专业：电子信息工程重庆大学通信工程学院二O一三年六月GraduationDesign(Thesis)ofChongqingUniversityDesignofDigitalFilterBasedonFPGAUndergraduate:HuangJianhuaSupervisor:YangLishengMajor:ElectronicInformationEngineeringCollegeofCommunicationEngineeringChongq

2、ingUniversityJune2013重庆大学本科学生毕业设计（论文）中文摘要摘要数字信号处理在通信、雷达、声纳等中有着广泛的应用。数字滤波器的设计是数字信号处理的关键技术之一，有着十分重要的理论和实际意义。随着数字技术的不断发展，在许多场合，数字滤波器正在快速取代模拟滤波器。FPGA(现场可编程门阵列）在现代数字电路设计中发挥着越来越重要的作用。从设计简单的接口电路到设计复杂的状态机，FPGA所扮演的角色已经不容忽视。本论文完成了基于FPGA的FIR和IIR数字滤波器的设计与实现。本论文首先理论分析讨论了数字滤波器的设计方法，并使用MATLAB工具验证采用

3、哪种窗函数来设计FIR数字滤波器，使用哪种模拟滤波器原型映射IIR数字滤波器。然后根据模拟滤波器的技术指标来确定数字滤波器的技术指标，在MATLAB环境下按照数字滤波器的技术指标设计数字滤波器，并得到滤波器系数，编程实现系数量化，并且比较分析量化前后系统响应的差异，由此得到合适的量化等级。然后在ISE软件平台下根据MATLAB工具得到的量化系数，使用VHDL语言进行FIR和IIR滤波器算法模块编程，同时对AMP电路（可编程预放大器）模块、AD电路（模拟到数字转换器）模块和DA电路（数字到模拟转换器）模块分别进行编程配置，并且对各模块进行严格的软件仿真验证，其中A

4、MP电路模块、AD电路模块和DA电路模块必须进行硬件验证。最后将所有软件和硬件验证无误的模块整合，下载到FPGA硬件中，进行功能验证。验证结果符合设计要求。关键词：FIR滤波器，IIR滤波器，MATLAB，FPGA，VHDLII重庆大学本科学生毕业设计（论文）ABSTRACTII重庆大学本科学生毕业设计（论文）ABSTRACTABSTRACTDigitalsignalprocessinghasbeenwidelyusedincommunications,radar,sonarandmanyotherfields.Thedesignofdigitalfilteri

5、soneofthekeytechnologiesofdigitalsignalprocessing,whichhasaveryimportanttheoreticalandpracticalsignificance.Asdigitaltechnologycontinuestodevelop,onmanyoccasions,thedigitalfilterisrapidlyreplacinganalogfilters.FPGA(field-programmablegatearray)inmoderndigitalcircuitdesignisplayinganin

6、creasinglyimportantrole.Fromthedesignsimpleinterfacecircuittothedesignofthecomplexstatemachine,FPGA'srolehasnotbeentoignore.ThisthesisaccomplishesaFPGA-basedFIRandIIRdigitalfilterdesignandimplementation.Thisthesisfirsttheoreticallyanalysesthemethodofdigitalfilterdesign,withMATLABtool

7、verifyingwhichwindowfunctionissuitablefortheFIRdigitalfilterdesign,whichanalogfilterprototypemapsIIRdigitalfilter.Andaccordingtothetechnicalspecificationsoftheanalogfilterthepaperdeterminesthespecificationsofthedigitalfilter.NextintheMATLABenvironmentinaccordancewiththetechnicalspeci

8、ficationsoft