【正文】 的目的 。它將輸入的數(shù)字序列通過特定運算轉(zhuǎn)變?yōu)檩敵龅臄?shù)字序列 。與模擬濾波器不同的是，由于 序列的傅里葉變換具有以 2π為周期的周期性，因此，數(shù)字濾波器的頻率響應(yīng)也有這種周期性。它 有理想、陡截止的通帶和無窮大衰減的阻帶兩個范圍 （即從通帶到阻帶是突變的） ，這 在物理上是無法實現(xiàn)的，因為它們的單位沖激 響應(yīng)均是非因果和無限長的 （例如，理想截止頻率為 ω c 的低通濾波器的單位沖激響應(yīng)為 ( ) sin( ) / ,dch n n n n??? ? ? ? ? ?）。通帶范圍是 0≤ ω ≤ ω p，在通帶內(nèi)，幅度特性以誤差 δ 1 逼近于 1，即 1 1 p1 | ( ) | 1 | |Hj? ? ? ? ?? ? ? ? ? （ ） ω p 稱為通帶截止頻率。其 N 階遞歸型數(shù)字濾波器的差分方程為 01( ) ( ) ( )MNikiky n b x n i a y n k??? ? ? ??? （ ） 相應(yīng)的系統(tǒng)函數(shù)為 ： 01()1MiiiNkkkbzHzaz???????? （ ） 上 式中若 ak≠ 0(k=1, …, N)，該濾波器為 IIR 濾波器，是 遞歸 型 濾波器。 直接型結(jié)構(gòu) 設(shè) FIR 數(shù)字濾波器的單位 沖激 響應(yīng) h(n)的長度為 N，其傳遞函數(shù)和差分方程分別為 : 10( ) ( )N nnH z h n z? ???? 10( ) ( ) ( )Nmy n h m x n m????? 根據(jù) 上面兩 式可直接畫出如圖 所示的 FIR 濾波器的直接型結(jié)構(gòu)。 z － 1x ( n )h ( 0 ) h ( 1 )z － 1h ( 2 )……h(huán) ( N － 3)z － 1h ( N － 2)z － 1h ( N － 1)y ( n )x ( n ) y ( n )z － 1z － 1a 11a 2 1a 01……z － 1z － 1a 12a 2 2a 02z － 1z － 1a 1Ma 2Ma 0M 10 圖 FIR 的級聯(lián)型結(jié)構(gòu) 這種結(jié)構(gòu)的每一節(jié)控制一對零點，當(dāng)需要控制系統(tǒng)的傳輸零點時，可采用這種結(jié)構(gòu)，但這種結(jié)構(gòu)需要的系數(shù)約為 3 /2N 個，比直接型結(jié)構(gòu)多約 50%，所需乘法次數(shù)也多約 50%。 下面介紹一種常用的設(shè)計方法：窗函數(shù)設(shè)計法。 產(chǎn)生的原因 是由于 截斷 ，因此，又稱截斷效應(yīng) 。 12 通常，我們可以把 h(n)表示為所需單位 沖 激 響應(yīng) ()dhn與一個有限長的窗口函數(shù)序列w(n)的乘積，即 ( ) ( ) ( )dh n h n w n? () 最簡單的截取是： 1 0 1( ) ( ) 0N nNw n R n ? ? ???? ?? 其 他 （ ） 此時 ( ) 0 1() 0dh n n Nhn ? ? ??? ?? 其 他 （ ） 一般情況下， ()dhn為無限長非因果序列，為了得到對稱的有限長（長度為 N）序列h(n)，需將 ()dhn右移 ( 1) / 2N? ?? 后再截取得 h(n)。 5) 驗證：驗證設(shè)計的濾波器是否滿足給定的性能指標(biāo)，如果不滿足則重復(fù) 2） ~4） 。若 N 為奇數(shù)，則有偶數(shù)個零點，此時，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 所示。 極點僅在 Z=0 處，在有限 |z|0 處只有零點。 濾波器的實現(xiàn) FIR 型濾波器和 IIR 型濾波器 數(shù)字濾波器按單位 沖 激 響應(yīng) h(n)的時域特性可分為無限沖激 響應(yīng) IIR（ Infinite Impulse Response）濾波器和有限 沖 激 響應(yīng) FIR（ Finite Impulse Response）濾波器。一個實際濾波器的幅度特性在通帶中允許有一定的波動，阻帶衰減則應(yīng)大于給定的衰減要求，且在通帶與阻帶之間允許有一定 寬度的過渡帶 (Transition band)，過渡帶寬也要滿足一定的要求 。帶通濾波 器只保留介于低頻和高頻之間的頻率分量 。 濾波器的分類 與模擬濾波器類似，數(shù)字濾波器按頻率特性也有四種，即 低通 （ Low Pass） 、高通 （ High Pass） 、帶通 （ Band Pass） 和帶阻 （ Band stop）濾波器 ，濾波器的性能指標(biāo)通常也習(xí)慣在頻域給出。 如圖 所示 ，具有圖 (a)的頻率成分的信號通過具有圖 (b)的幅頻響應(yīng)的系統(tǒng)（濾波器）后，輸出信號就只有 ||c??? 的頻率成分，而不再含有 ||c??? 的頻率成分?？偨Y(jié)了全文的主要工作，對下一步的研究進(jìn)行了展望。介紹了 FPGA 設(shè)計流程和設(shè)計原則。目前，已經(jīng)生產(chǎn)出集成度高達(dá)上千萬門片的FPGA，其內(nèi)部時鐘速度可達(dá)數(shù) 百 兆，功耗低、芯片價格低、開發(fā)成本低、可 在 線編 程 、便于 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計等優(yōu)點，使其正處 于 數(shù)字 信號 處理技術(shù)領(lǐng)域革命性的前沿。過去，前端的數(shù)字信號處理算法如 FFT，都是利用定制 ASIC 或者 DSP 芯片構(gòu)建的，但現(xiàn)在大多數(shù)可以用FPGA 所替代。 我國在 DSP 技術(shù)起步較早，產(chǎn)品的 研究開發(fā)成績斐然，基本上與國外同步發(fā)展，而在 FPGA(Field Programmable Gate Array)方面起步較晚。由于在性能、成本、靈活性和功耗等方面的優(yōu)勢 ,基于 FPGA 的數(shù)字信號處理器已廣泛應(yīng)用于圖像、視頻和無線通信領(lǐng)域。 課題的意義 數(shù)字濾波在語音和圖像處理、 HDTV、模式識別、譜分析等應(yīng)用中經(jīng)常用到。 其后，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，通信設(shè)備的日益小型化，各種無感濾波器相繼問世， 1938年的 Scott有關(guān)選擇放大器的工作， 1965年，單片集成運放的問世，開創(chuàng)了有源 RC濾波器的時代。 4 設(shè)計說明 ..................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 軸承座的選擇 .................................................................. 錯誤 !未定義書簽。 3 設(shè)計計算和校核 ......................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 （ 300 字左右） 關(guān)鍵詞： fpga， fir 濾波器 ， ise，硬件描述語言， matlab（ 35 個） （行距設(shè)置為 倍多倍行距） IV Title Abstract This paper…… …… Keywords: Jiaxing University ， Mechanical amp。我承諾，論文中的所有內(nèi)容均真實、可信。在工程實踐中，往往要求刑信號處理要有實時性 和靈活性，而已 有的一些軟件和硬件實現(xiàn)方式則難以同時達(dá)到這兩方而的要求。 ??的研究現(xiàn)狀 .................................................... 錯誤 !未定義書簽。 ??的計算與校核 ................................................ 錯誤 !未定義書簽。 支承架的設(shè)計計算 .....