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基于FPGA的FIR數字濾波器設計方案(二)

作者: 時間:2013-11-04 來源:網絡 收藏

模型搭建好之后,需要確定16階的系數,在這使用Matlab中的FDATool濾波器設計工具來確定。確定好濾波器的指標:

  (1)設計一個16階的 濾波器;

  (2)低通濾波器;

  (3)采樣頻率fs為16 384 Hz,截頻點頻率fs為533 Hz;

  (4)輸入序列位寬為16位。

  在設計濾波器界面中,如圖4所示,進行下列選擇:

  (1)濾波器類型(Filter Type)為低通(Lowpass);

  (2)設計方法(Design Method)為,采用窗口法(Window);

  (3)濾波器階數(Filter Order)定制為15(設置為15 階而不是16階,是由于設計的16階FIR濾波器的常系數項h(0)=0);

  (4)濾波器窗口類型為Kaiser,Beta為0.5.

  所有的選項確定好后,在FDATool濾波器設計界面中點擊“Design Filter”,Matlab就會計算濾波器系數并作相關分析。圖5所示為濾波器的幅頻響應。

  基于FPGA的FIR數字濾波器設計方案(二)

  由于所有的模塊都在同一個Simulink圖中,這時的Simulink設計圖顯得很復雜,不利于閱讀和排錯,因此把FIR模型做成一個子系統在設計圖中顯示出來,如圖7所示,這就是Matlab中的層次化設計,在頂層設計圖中,濾波器作為名稱是SubFIR_533_16js的一個模塊出現。同時,圖7中還設置了其他模塊,包括仿真信號輸入模塊、Signal Tap Ⅱ信號實時監測模塊、Signal Compiler模塊、硬件開發板模塊、TestBench模塊。

  基于FPGA的FIR數字濾波器設計方案(二)

  這樣整個濾波器的Simulink電路設計模型就完成了,然后要對該模型進行系統級仿真,查看其仿真結果,在頻率為533 Hz的波形輸入上加入了頻率為3 600 Hz的擾動波形,其Simulink仿真結果如圖8所示。

  基于FPGA的FIR數字濾波器設計方案(二)

  圖中,上面的波形是533 Hz的輸出,中間的波形是533 Hz加上3600 Hz高頻干擾后的輸出,下面的波形是經過濾波后的輸出。

3.2 從模型文件到Verilog代碼的RTL級轉換和編譯適配

  利用Signal Compiler模塊將電路模型文件即Simu-link 模塊文件(。mdl)轉換成RTL 級的Verilog 代碼表述和Tcl(工具命令語言)腳本。這種轉換


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關鍵詞: FPGA FIR 數字濾波器

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