数字滤波器是现代数字信号处理系统的重要组成部分之一。ⅡR数字滤波器又是其中非常重要的一类虑波器,因其可以较低的阶次获得较高的频率选择特性而得到广泛应用。 本文研究了ⅡR数字滤波器的常用设计方法,在分析各种ⅡR实现结构的基础上,利用MATLAB针对并联型结构的ⅡR数字滤波器做了多方面的仿真,从理论分析和仿真情况确定了所要设计的ⅡR数字滤波器的实现结构以及中间数据精度。然后基于FPGA的结构特点,研究了ⅡR数字滤波器的FPGA设计与实现,提出应用流水线技术和并行处理技术相结合的方式来提高ⅡR数字滤波器处理速度的方法,同时又从ⅡR数字滤波器的结构特性出发,提出利用ⅡR数字滤波器的分解技术来改善ⅡR滤波器的设计。在ⅡR实现方面,本文采用Verilog HDL语言编写了相应的硬件实现程序,将内置SignalTap Ⅱ逻辑分析器的ⅡR设计下载到FPGA芯片,并利用Altera公司的SignalTap Ⅱ逻辑分析仪进行了定性测试,同时利用HP频谱仪进行定性与定量的观测,仿真与实验测试结果表明设计方法正确有效。
上传时间: 2013-04-24
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入研究有源滤波器各种理论的基础上,综合比较各个部分的设计 方法,对一台有源电力滤波器各部分电路进行了设计,并对有源电力滤波器补 偿电流成份的计算电路使用MATLAB工具软件进行了模拟。
上传时间: 2013-06-27
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软件无线电作为一种新的无线通信概念和体制,近年来随着3G标准的提出,日益受到国内外相关通信厂商的重视。尤其是基于软件无线电和智能天线技术的TD-SCDMA作为通信史上第一个“中国标准”,有望扭转多年来我国移动通信制造业的被动局面,是实现信息产业腾飞的一个绝好机会。软件无线电使得通信体制具有很好的通用性、灵活性和可配置性,并使系统互联和升级变得容易。本文以软件无线电中的FIR滤波器为线索,贯穿了信号重构、多抽样率信号处理、积分梳状滤波器等理论分析,重点阐释了FIR滤波器的设计方法及滤波器的FPGA实现等技术问题。 本文首先针对软件无线电中的多抽样率信号处理理论进行了讨论和分析。讨论了软件无线电中如何实现整数倍抽取、整数倍内插、分数倍抽样率变换,并分析了网络结构的等效变换、多相滤波及积分梳状滤波器的设计理论。 紧接着重点阐述了软件无线电中FIR滤波器的设计理论,包括窗函数法、频率抽样法及等纹波法。分析了各种设计方法所能达到的性能指标及优缺点,并结合工程实例给出了相关的Matlab程序。并对FIR滤波器结构的选择及系数字长的确定等问题进行了分析。此外,也介绍了在Matlab进行辅助设计时一些常用函数和命令的用法。 本文选用FPGA来实现中频软件无线电,FPGA与参数化ASIC、DSP比较有很多优势,它不但在功耗、体积、成本方面优于参数化ASIC、DSP,而且处理效率高、现场可编程性能良好。不同于DSP的单流处理方式,FPGA是多流并行处理,这种处理方式使FPGA能完成DSP难以实现的许多功能。在简单介绍了FPGA的一般原理,以及FPGA设计中的关键技术和在信号处理中的设计原则以后,重点介绍了FIR滤波器的FPGA实现方法。提出了分布式算法、加法器网络法以及分段FIFO等实现方法。最后,提出了一种QuartusII与MATLAB联合仿真的方法。此方法能够直观的检验滤波器的滤波效果,提高设计效率。并结合工程实例详尽的介绍了FIR滤波器的设计开发流程。
上传时间: 2013-04-24
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本文针对工业测试现场中方波频率信号的高频噪声污染问题,选用LabVIEW 中提供的脉宽滤波、数据采集等功能模块组建了虚拟计数滤波器,设计并实现了一种可靠、便捷的方波频率信号的数字滤波。工程实践
上传时间: 2013-04-24
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滤波器影象参数法的设计滤波器是一种典型的选频电路,在给定的频段内,理论上它能让信号无衰减地通过电路,这一段称为通带外的其他信号将受到很大的衰减,具有很大衰减的频段称为阻带,通带与阻带的交界频率
上传时间: 2013-07-16
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本文以数字信号处理系统为应用背景,围绕基于FPGA的ⅡR数字滤波器的实现技术展开了研究。 首先以ⅡR数字滤波器的优化设计基本理论为依据,研究了在频域上的最小均方误差设计法和在时域上的最小平方误差设计法。以四阶和六阶两个ⅡR低通数字滤波器设计为例,利用Matlab软件进行辅助设计,探讨了滤波器的设计过程。 然后着重研究了FPGA的设计方法和设计流程,在设计中采用了层次化、模块化的设计思想,将整个滤波器划分为多个功能模块,利用VHDL语言编程和原理图两种设计技术进行了ⅡR滤波器的各个功能模块的设计,采用EPlCl2Q240器件实现了基于FPGA的二个二阶节级联型结构的四阶ⅡR低通数字滤波器,并类推了设计六阶ⅡR低通数字滤波器。最后用QuartusⅡ4.0软件进行了综合与仿真,用MATLAB7.0软件对仿真结果进行了分析,最终在GW48-PK2开发系统中进行了硬件电路验证,得出了实际滤波效果测试波形,验证了所设计滤波器的正确性。 本设计对于用二阶节级联型结构构成的ⅡR数字滤波器硬件电路具有通用性,通过改变二阶节级联型结构的数量,可以构成任意偶数阶的滤波器;同时,通过上模型中系数的变换,也可以构成相应阶数的高通、带通、带阻等滤波器。
上传时间: 2013-06-20
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伴随高速DSP技术的广泛应用,实时快速可靠地进行数字信号处理成为用户追求的目标。同时,由于可编程器件在速度和集成度方面的飞速提高,使得利用硬件实现数字信号实时快速可靠处理有了新的途径。 FIR滤波器是数字信号处理中常用部件,它的最大优点在于:设计任何幅频特性时,可以具有严格的线性相位,这一点对数字信号的实时处理非常关键。 FPGA是常用的可编程器件,它所具有的查找表结构非常适用于实现实时快速可靠的FIR滤波器,在加上VHDL语言灵活的描述方法以及与硬件无关的特点,使得使用VHDL语言基于FPGA芯片实现FIR滤波器成为研究的方向。 本文对基于FPGA的FIR数字滤波器实现进行了研究,并设计了一个16阶的FIR低通滤波器。所做的主要工作为: 1.以FIR数字滤波器的基本理论为依据,使用分布式算法作为滤波器的硬件实现算法,并对其进行了详细的讨论。针对分布式算法中查找表规模过大的缺点,采用多块查找表的方式减小硬件规模。 2.在设计中采用了自顶向下的层次化、模块化的设计思想,将整个滤波器划分为多个模块,利用VHDL语言的描述方法进行了各个功能模块的设计,最终完成了FIR数字滤波器的系统设计。 3.采用FLEX10K系列器件实现一个16阶的FIR低通滤波器的设计实例,用MAX+PLUSII软件进行了仿真,并用MATLAB对仿真结果进行了分析,证明所设计的FIR数字滤波器功能正确。 仿真结果表明,本论文所设计的FIR滤波器硬件规模较小,采样率达到了17.73MHz。同时只要将查找表进行相应的改动,就能分别实现低通、高通、带通FIR滤波器,体现了设计的灵活性。
上传时间: 2013-04-24
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自适应滤波器是统计信号处理的一个重要组成部分。在实际应用中,由于没有充足的信息来设计固定系数的数字滤波器,或者设计规则会在滤波器正常运行时改变,因此我们需要研究自适应滤波器。凡是需要处理未知统计环境下运算结果所产生的信号或需要处理非平稳信号时,自适应滤波器可以提供一种吸引人的解决方法,而且其性能通常远优于用常规方法设计的固定滤波器。此外,自适应滤波器还能提供非自适应方法所不可能提供的新的信号处理能力。 本论文从自适应滤波器研究的重要意义入手,介绍了线性自适应滤波器的基本原理、算法及设计方法,对几种基于最小均方误差准则或最小平方误差准则的自适应滤波器算法进行研究,最终基于一改近的LMS算法设计复数自适应滤波器,并以VHDL语言编写在maxplus平台上进行仿真测试。
上传时间: 2013-07-11
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随着雷达、图像、通信等领域对信号高速处理的要求,研究人员正寻求高速的数字信号处理算法,以满足这种高速地处理数据的需要。常用的高速实时数字信号处理的器件有ASIC、可编程的数字信号处理芯片、FPGA,等等。 本文研究了时域FPGA上实现高速高阶FIR数字滤波器结构,并实现了高压缩比的LFM脉冲信号的匹配滤波。文章根据FIR数字滤波器理论,分析比较实现了FIR滤波器的方法;使用并行分布式算法,在Xilinx的VirtexⅡFPGA系列芯片上设计了高速高阶FIR滤波器。并详细进行了分析;设计出了一个256阶的线性调频脉冲压缩信号的匹配滤波器设计实例,并用ModelSim软件进行了仿真。
上传时间: 2013-07-18
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数字滤波作为数字信号处理技术的重要组成部分,广泛应用于诸如信号分离、恢复、整形等多种场合中,本文讨论的FIR滤波器因其具有严格的线性相位特性而得到广泛的应用。在工程实践中,往往要求信号处理具有实时性和灵活性,但目前常用的一些软件或硬件实现方法则难以同时达到两方面的要求。 可编程逻辑器件是一种用户根据需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路。本课题研究FIR的FPGA解决方案体现电子系统的微型化和单片化,主要完成的工作如下: (1)以FIR滤波器的基本理论为依据,研究适应工程实际的数字滤波器的设计方法: (2)对分布式算法进行了较为深入的研究。在阐述算法原理的基础上,分析了利用FPGA特有的查找表结构完成这一运算的方法,从而解决了常系数乘法运算硬件实现的问题; (3)以—FIR低通滤波器为例说明FIR数字滤波器的具体实现方法,采用层次化、模块化、参数化的设计思想,完成对整个FIR滤波器的功能模块的划分,以及各个功能模块的具体设计; (4)设计参数可调的FIR低通滤波器的硬件电路:以EPFlK50TCl44-l为核心,包括A/D转换电路、D/A转换电路以及在系统配置电路等。以话音作为输入信号,进行了实际滤波效果的测试。 实验系统的测试结果表明,和传统的数字滤波器相比较具有更好的实时性、准确性、灵活性和实用性。
上传时间: 2013-07-13
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