【文章內容簡介】 設計法，程序編譯法。本文首先使用窗函數(shù)和Matlab軟件共同進行設計。隨著軟件技術的不斷發(fā)展，Matlab軟件能給設計者帶來的數(shù)字信號處理工作已經非常的完善和多樣了，設計者可以利用Matlab軟件進行數(shù)字濾波器的設計和仿真，而且還可以用這款軟件進行設計的優(yōu)化。數(shù)字濾波器的一般設計步驟如下：做任何工程或者設計，設計者都必須要有一個期望的指標用來限制設計范圍。在很多的實際應用中，設計者常常都是使用數(shù)字濾波器做選頻的工作。因此，指標的形式一半在頻域中給出相位響應和幅度。相位響應的指標形式，一半是指系統(tǒng)在通頻帶中藥有線性相位。幅度指標：絕對指標，它給出對幅度響應函數(shù)的要求，一般用于FIR濾波器的設計。相對指標，以分貝值的形式給出具體限制。設計者做高頻的時候大概都有一個模式，就是首先得到技術指標，然后利用我們的技術和工具讓我們的產品去逼近這個指標。同理我們首先建立以個目標的數(shù)字濾波器模型。一般情況下都是采用理想的數(shù)字濾波器模型，然后去逼近我們想要的目標數(shù)字濾波器參數(shù)。在工作中我們發(fā)現(xiàn)通過（1）、（2）之后本文會得到以差分、系統(tǒng)函數(shù)或者沖擊響應這三種方式描述的濾波器。這個時候設計者可以利用計算進行仿真，在系統(tǒng)中分析技術指標和濾波結果是否是希望得到的結果。圖23各種理想數(shù)字濾波器的幅度頻率響應 Matlab直接FDAtool設計方式解析FDATool(Filter Design amp。 Analysis Tool)是MATLAB信號處理工具箱里專用的濾波器設計分析工具，(Filter Design Toolbox)。FDATool可以設計幾乎所有的基本的常規(guī)濾波器，包括FIR和IIR的各種設計方法。它操作簡單，方便靈活。FDATool界面總共分兩大部分，一部分是Design Filter，在界面的下半部，用來設置濾波器的設計參數(shù)，另一部分則是特性區(qū)，在界面的上半部分，用來顯示濾波器的各種特性。Design Filter部分主要分為：Filter Type(濾波器類型)選項，包括Lowpass(低通)、Highpass(高通)、Bandpass(帶通)、Bandstop(帶阻)和特殊的FIR濾波器。Design Method(設計方法)選項，包括IIR濾波器的Butterworth(巴特沃思)法、Chebyshev Type I(切比雪夫I型)法、 Chebyshev Type II(切比雪夫II型) 法、Elliptic(橢圓濾波器)法和FIR濾波器的Equiripple法、LeastSquares(最小乘方)法、Window(窗函數(shù))法。Filter Order(濾波器階數(shù))選項，定義濾波器的階數(shù)，包括Specify Order(指定階數(shù))和Minimum Order(最小階數(shù))。在Specify Order中填入所要設計的濾波器的階數(shù)(N階濾波器，Specify Order＝N1)，如果選擇Minimum Order則MATLAB根據(jù)所選擇的濾波器類型自動使用最小階數(shù)。Frenquency Specifications選項，可以詳細定義頻帶的各參數(shù)，包括采樣頻率Fs和頻帶的截止頻率。它的具體選項由Filter Type選項和Design Method選項決定，例如Bandpass(帶通)濾波器需要定義Fstop1(下阻帶截止頻率)、Fpass1(通帶下限截止頻率)、Fpass2(通帶上限截止頻率)、Fstop2(上阻帶截止頻率)，而Lowpass(低通)濾波器只需要定義FstopFpass1。采用窗函數(shù)設計濾波器時，由于過渡帶是由窗函數(shù)的類型和階數(shù)所決定的，所以只需要定義通帶截止頻率，而不必定義阻帶參數(shù)。 FDAtool設計模板及設計結果圖FIR 8階低通濾波器總體設計參數(shù)圖25 FIR 8階低通濾波器總體設計參數(shù)濾波器幅頻響應圖251 濾波器幅頻響應濾波器相頻響應圖252 濾波器相頻響應濾波器的幅頻和相頻響應 圖253濾波器的幅頻和相頻響應沖擊響應圖254沖擊響應階躍響應圖255階躍響應零點響應 圖256階躍響應濾波器系數(shù)Export對話框 圖257濾波器系數(shù)Export對話框濾波器系數(shù) 圖258濾波器系數(shù)3 FIR數(shù)字濾波器的設計方法程序分析部分 QuartusⅡ及Verilog HDL介紹Quartus II 屬于Altera公司的綜合性PLD開發(fā)軟件，支持原理圖、VHDL、VerilogHDL以及AHDL（Altera Hardware Description Language）等多種設計輸入形式，內嵌自有的綜合器以及仿真器，可以完成從設計輸入到硬件配置的完整PLD設計流程。 　　Quartus II可以在XP、Linux以及Unix上使用，除了可以使用Tcl腳本完成設計流程外，提供了完善的用戶圖形界面設計方式。具有運行速度快，界面統(tǒng)一，功能集中，易學易用等特點。 　　Quartus II支持Altera的IP核，包含了LPM/MegaFunction宏功能模塊庫，使用戶可以充分利用成熟的模塊，簡化了設計的復雜性、加快了設計速度。對第三方EDA工具的良好支持也使用戶可以在設計流程的各個階段使用熟悉的第三方EDA工具。 　　此外，Quartus II 通過和DSP Builder工具與Matlab/Simulink相結合，可以方便地實現(xiàn)各種DSP應用系統(tǒng)；支持Altera的片上可編程系統(tǒng)（SOPC）開發(fā)，集系統(tǒng)級設計、嵌入式軟件開發(fā)、可編程邏輯設計于一體，是一種綜合性的開發(fā)平臺。 　　Maxplus II 作為Altera的上一代PLD設計軟件，由于其出色的易用性而得到了廣泛的應用。目前Altera已經停止了對Maxplus II 的更新支持，Quartus II 與之相比不僅僅是支持器件類型的豐富和圖形界面的改變。Altera在Quartus II 中包含了許多諸如SignalTap II、Chip Editor和RTL Viewer的設計輔助工具，集成了SOPC和HardCopy設計流程，并且繼承了Maxplus II 友好的圖形界面及簡便的使用方法。 　　Altera Quartus II 作為一種可編程邏輯的設計環(huán)境， 由于其強大的設計能力和直觀易用的接口，越來越受到數(shù)字系統(tǒng)設計者的歡迎。Verilog HDL是目前應用最為廣泛的硬件描述語言。Verilog HDL可以用來進行各種層次的邏輯設計，也可以進行數(shù)字系統(tǒng)的邏輯綜合，