CIC滤波器可以先对有用信号进行滤波.doc

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1、DDC由数控整荡器，数字混频器和低通滤波器组成，原理上是输入信号与本地振荡信号混频，然后由低通滤波器滤除高频分量；数字下变频的主要功能包括三个方面：第一是变频，数字混频器将数字中频信号和数控振荡器（NumericalControlOscillator—NCO）产生的正交本振信号相乘，生成I/Q两路混频信号，将感兴趣的信号下变频至零中频；第二是低通滤波，滤除带外信号，提取有用信号；第三是采样速率转换，降低采样速率，大抽取因子范围提供了可设计成宽带或窄带数字信道的能力；CIC滤波器可以先对有用信号进行滤波，再抽取；CIC抽取滤波器由N级积分器，抽取器，N级梳状滤波器三部分组成；

2、N级积分器工作在Fs下，每级积分器都是一个反馈系数为1的单级点IIR滤波器，其传递函数为：CIC滤波器的梳妆部分工作在较低的频率Fs/D.，由N级梳状滤波器组成，每级微分延迟M个样本；其单级梳状滤波器的传递函数为：，单级CIC积分梳状滤波器的传递函数为：这是单级CIC的实现方式：由上式可知，H（z）有DMN个零点(M决定抽取滤波器频率响应中零点个数）和N个极点，由积分器引人的N个位于z＝1处的极点被梳状滤波器的同样位于z=1处的N个零点抵消；其单级CIC频率响应为：==其中为抽样函数，且，所以CIC滤波器在处的幅度最大值为DM，即：；在处为零；可知当抽取倍数确定后，M决定C

3、IC滤波器的零点位置，影响着幅频特性。CIC第一级第N级R图1、CIC抽取滤波器结构图-1-1N级CIC的实现框图：CIC第一级第2N级R第二级第2N－1级图2、CIC抽取滤波器结构图-1-1-1RR经过如下的等效变换后-1R-1RR-1RN级CIC滤波器的实现框图等效为：图3、CIC抽取滤波器结构图-1-1N级CIC积分梳状滤波器的传递函数为：N级CIC滤波器在功能上相当于N级完全相同的FIR滤波器的级联。如果按传统的FIR滤波器方式实现，那么N级FIR滤波器的每一级都需要DM个存储单元和一个累加器，但如果用CIC方式实现，那么N级CIC滤波器的每一级只需要M个存储单元。

4、下面是一个D=10，M=1，N=1的CIC幅频响应图频率响应图==由其频率响应图可以看出其主瓣电平最大为DM，旁瓣电平为，主瓣与旁瓣的差值（用dB数表示）为：可计算出主瓣与旁瓣的差值约为13.46，意味着阻带衰减很差，单级级联时旁瓣电平很大，为降低旁瓣电平，增加阻带衰减采用级联的方式，N级频率响应为：，可得到N级CIC的旁瓣抑制假如级联5级，此时可以达到67.3dB的旁瓣衰减；分析一下发现在N级联CIC多出了这个处理增益，因此分析一下尽量减少带内容差(通带波纹），即，在通带内，幅度应尽量平缓；由一般数字滤波器的指标，下面分析一下其频率响应所涉及的一些设计指标：w1w2设在w

5、1处抽取的信号带宽很窄，为无混叠信号的带宽,能很好的对窄带信号进行滤波，去除掉高频信号噪声；且在处衰减值足够大，则在其信号带宽内，信号在w1到w2所引起的，给CIC滤波器带来的混叠就可以忽略，计算此时阻带衰减：·引入带宽比例因子b=B/（fs/DM）,B为抽取信号的带宽，D为抽取因子，M为延时因子；fs为输入端采样率，则w1=b*2pi/DM；带入可化简得：；（假设b=0.01;即fs=100MHz，D=20，信号带宽为50khz,此时衰减为40dB);可见单级的CIC滤波器的无混叠信号带宽内的阻带衰减能达到40dB;；并不怎么大，适用于较粗略的滤波，适合放在第一级抽取；如

6、果采用级联的方式可以加大无混叠信号带宽；但是满足的通带不够窄；在w1处幅度不能下降太多，通带内幅值容差不能太大，否则会引起高频失真；设该带内容差为，则将w1带入可简化得，当N级时，其带内容差也会增大；由上面分析可知，阻带衰减和带内容差，只与带宽比例因子b有关，,分析可知，在信号带宽一定的前提下，应尽可能采用小的抽取因子，或增大输入采样率；故一般把它放在抽取系统的第一级，所以在配置CIC时，信号带宽B，采样率Fs，抽取因子D，延时因子M,需要结合考虑；总结：CIC滤波器本身的性能由M，D，N决定1、M决定零点的位置，M=1,2时，比较下面两个图；（M=1,N=1,D=1)(M

7、=3,N=1,D=1)发现M=1时通带主瓣衰减较小，而延时因子M=3，衰减很大，但相对带宽减小；M一般不会取大于2的值；2、D决定抽取后信号的采样频率，和M一起决定主瓣和旁瓣的宽度；表1：大抽取因子下的通带衰减3、N控制阻带衰减，N越大，阻带衰减越大，同时也会造成通带内幅值容差变大；带宽比例因子b在w1处的通带衰减（dB）级数（N）1234561/1280.000.000.000.000.000.011/640.000.010.010.010.020.021/320.010.030.040.060.070.081/