1、隨著數(shù)字信號(hào)處理(DSP)技術(shù)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的模擬信號(hào)處理技術(shù)已逐漸被日益成熟的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)所代替。直接導(dǎo)致DSP技術(shù)快速發(fā)展的原因就是數(shù)字計(jì)算機(jī)技術(shù)的突破和集成電路制造技術(shù)的興起。由于數(shù)字計(jì)算機(jī)專(zhuān)用性數(shù)字硬件飛躍式的進(jìn)步，現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)變得強(qiáng)大、小巧、廉價(jià)、快速。很多以前只能用模擬系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信號(hào)處理的任務(wù)現(xiàn)在都轉(zhuǎn)到用更廉價(jià)，更可靠的數(shù)字系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在現(xiàn)代電子系統(tǒng)中，諸如圖像、視頻、音頻和通信等系統(tǒng)中需要對(duì)信號(hào)處理具有靈活性和實(shí)時(shí)性，
2、傳統(tǒng)的DSP技術(shù)顯然不能同時(shí)滿足這些需求。但隨著可編程邏輯器件的發(fā)展，F(xiàn)PGA在靈活性和實(shí)時(shí)性方面的信號(hào)處理優(yōu)勢(shì)就顯現(xiàn)了出來(lái)，因此基于FPGA的數(shù)字信號(hào)處理器被廣泛使用。
本文主要研究了基于FPGA的ⅡR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。文章首先介紹了課題的研究背景及意義、國(guó)內(nèi)外數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)的研究現(xiàn)狀。接著從ⅡR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論出發(fā)，分別從模擬濾波器到數(shù)字濾波器轉(zhuǎn)換、ⅡR數(shù)字濾波器實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)、數(shù)字濾波器有限字長(zhǎng)效應(yīng)等方面進(jìn)行了詳
3、細(xì)闡述和討論，比較分析了濾波器的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)以及各自的特點(diǎn)和性能，確定了本文所用的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)。
其次，考慮到濾波器設(shè)計(jì)過(guò)程中存在的有限字長(zhǎng)效應(yīng)，為確保濾波器穩(wěn)定，本文提出了一種新的基于輻角原理(AP)的穩(wěn)定約束條件，給出了使用加權(quán)最小二乘法來(lái)設(shè)計(jì)ⅡR數(shù)字濾波器，并通過(guò)4個(gè)實(shí)例比較證明了基于AP穩(wěn)定約束條件的有效性。接下來(lái)在Matlab環(huán)境下，結(jié)合濾波器選型和濾波器穩(wěn)定約束的討論，設(shè)計(jì)出了以二階環(huán)為基礎(chǔ)的橢圓型并聯(lián)結(jié)構(gòu)濾波器，并通過(guò)S
4、imulink動(dòng)態(tài)仿真環(huán)境對(duì)設(shè)計(jì)的有限字長(zhǎng)ⅡR數(shù)字濾波器進(jìn)行了動(dòng)態(tài)仿真。本文用同樣的設(shè)計(jì)思路設(shè)計(jì)了不同中心頻率的ⅡR數(shù)字濾波器應(yīng)用于數(shù)字音頻中進(jìn)行頻段分離和提取。整個(gè)仿真的過(guò)程穩(wěn)定平穩(wěn)，且選頻特性良好。
文章最后，在Simulink環(huán)境下，將經(jīng)過(guò)動(dòng)態(tài)仿真驗(yàn)證的有限字長(zhǎng)ⅡR數(shù)字濾波器生成的Verilog代碼導(dǎo)出，下載至FPGA開(kāi)發(fā)板進(jìn)行硬件測(cè)試。通過(guò)連續(xù)編程對(duì)開(kāi)發(fā)板上ADC和DAC模塊進(jìn)行控制，并通過(guò)使用外部信號(hào)源、頻譜儀對(duì)濾波
