常用的數字濾波器有FIR數字濾波器和IIR數字濾波器?FIR數字濾波器具有精確的線性相位特性,在信號處理方面應用極為廣泛,而且可以采用事先設計調試好的FIR數字濾波器IPCore來完成設計,例如Altera公司提供的針對Altera系列可編程器件的MegaCore,但是需要向Altera公司購買或申請試用版?另外,對于相同的設計指標,FIR濾波器所要求的階數比IIR濾波器高5~10倍,成本較高,而且信號的延遲也較大?IIR濾波器所要求的階數不僅比FIR濾波器低,而且可以利用模擬濾波器的設計成果,設計工作量相對較小,采用FPGA實現的IIR濾波器同樣具有多種優越性?
用FPGA設計的四階IIR數字濾波器
1 原理分析
根據需要,本系統的設計指標為:模擬信號采樣頻率為2MHz,每周期最少采樣20點,即模擬信號的通帶邊緣頻率為fp=100kHz,阻帶邊緣頻率fs=1MHz,通帶波動Rp不大于0.1dB(通帶誤差不大于5%),阻帶衰減As不小于32dB?換算為數字域指標為:Wp=0.1π,Ws=0.2π, Rp=0.1dB,As=32dB?系統函數H(z)的計算采用Matlab軟件比較方便,其中有兩個現成的函數可以使用:ellipord(wp/pi,ws/pi,Rp,As)函數用來計算數字橢圓濾波器的階次N和3dB截止頻率wn,而ellip(N,Rp,As,wn)函數可以求得直接型橢圓IIR濾波器的各個系數?通過調用以上兩個函數計算得到的系統函數H(z)為:
2 系統實現
3 系統性能測試
- FPGA(632043)
- 數字濾波器(48100)
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