基于高密度可编程逻辑器件的无限冲激响应滤波器的研究

来源 :重庆大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yanlian2008
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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IIR滤波器是一种递归结构的数字滤波器,主要用于能够容忍相位失真而要求具有良好的衰减特性的高数据处理量的系统中。在工程实践中,往往要求对信号处理的实时性和灵活性,而已有的一些软件或硬件实现方式则难以同时达到这两方面的要求。本文从实际应用的要求出发,研究了利用高密度可编程逻辑器件来实现IIR滤波器的这一应用技术问题。以IIR数字滤波器的基本理论为依据,结合滤波器的传递函数分子、分母系数固定这一事实和选用的高密度可编程逻辑器件的特点,确定了IIR数字滤波器的硬件实现方案;按照层次化、模块化、参数化的设计思路,采用VHDL硬件描述语言和原理图两种设计技术进行了IIR滤波器的硬件设计;本文给出了IIR陷波滤波器和低通滤波器两个设计实例,对设计的滤波器都进行了稳定性分析和系数量化影响分析;最终将完成的IIR滤波器的硬件设计配置到芯片中,并在制作的实验电路中进行了实际滤波效果测试。 设计中选用了Altera公司功能强大的MAXPLUS II作为开发工具,在这个完全集成化的开发环境中,进行了各个层次的所有功能模块的设计输入、设计处理和校验,完成了IIR滤波器的硬件设计。设计中选用的高密度可编程逻辑器件是Altera的ACEX 1K系列的EP1K10TC100。在实际测试时,采用了多种形式的输入信号,测试结果表明采用高密度可编程逻辑器件实现的IIR滤波器具有很好的滤波效果,验证了设计的正确性。并且通过修改参数就能够实现不同精度、不同类型的IIR滤波器,从而验证了基于高密度可编程逻辑器件的参数化设计的灵活性。
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