【正文】 夠 在 QuartusⅡ 設(shè)計環(huán)境中集成 Matlab 和 SimuIinkDSP 開發(fā)軟件。 (26)中的 )(nhd 。一個 20階的低通FIR濾波器其系統(tǒng)函數(shù)可以表示為： 1111 )19()18()1()0()( ???? ????? zhzhzhzhzH ?? （ 310） 20 階的 FIR 濾波器系統(tǒng)函數(shù)如果用原理框圖表示，則如下圖 : 窗函數(shù) 旁瓣峰值 /dB 主瓣寬度 過渡帶寬度 )/2/( N??? 阻帶最小衰減/dB 矩形窗 13 4? /N 21 三角形窗 25 8? /N 25 漢寧窗 31 8? /N 44 海明窗 41 8? /N 53 布萊克曼窗 57 12? /N 74 凱澤窗 57 5 80 8 圖 2 系統(tǒng)原理框圖 波器原理 Yaobao Yaobao 寄存器 1 寄存器 20 寄存器 2 )19()19()1()1()0()0( dhdhdhy ??????? 寄存器 19 乘 h(17) 乘 h(0) 乘 h(18) 乘 h（ 19) ... ... 求和電路 X(0) X(1) X(18) X(19) 9 第四章濾波器設(shè)計 Matlab 中的 FDATool 計算濾波系數(shù)并做基本的分析， MATLAB 的名稱源自 Matrix Laboratory，是一種 用來進行 科學計算 的 軟件，專門以矩陣的形式處理數(shù)據(jù)。 Nn NnnRN ? ?????? 001)( (37) 按照復(fù)卷積公式，在時域相乘，則頻域上是周期卷積關(guān)系，即 ... .... ... ... )(nx )0(h )1(h)1(h )2(h 1?z )2( ?nh )1( ?nh 1?z )(ny 1?z 7 ?? ?????? deWeHeH jjjd )()(21)( )( ???? (38) 因而 )( ?jd eH 逼近 )( ?jeH 的好壞完全取決于窗函數(shù)的頻率特性 )( ?jeW 窗函數(shù))(nRN 的頻率特性 )( ?jeW 為： ????? 10 )()(NnnjNj enReW ?? (39) 常用的窗函數(shù)有：三角窗、矩形窗、漢寧（ hanning）窗、海明（ hamming）窗、布萊克曼（ Blackman）窗、凱塞（ Kaiser）窗。一般用窗函數(shù)設(shè)計 FIR 數(shù)字濾波器時，先要給出所求的理想濾波器頻率響應(yīng))( ?jeH ，再 通過設(shè)計 ??? ?? 10 )()( Nn njjd enheH ?? 來逼近 )( ?jH 。濾波器的階數(shù)越高其濾波效果越好但 同時其 電路越 復(fù)雜 。由 線性相位 FIR 數(shù)字濾波器系數(shù)對稱的特點 可 知直接型結(jié)構(gòu)是其最佳選擇 ,式（ 31） 的差分方程表達式為： ??? ??10 )()()(Nm mnxmhny （ 34） 直接型結(jié)構(gòu)所對應(yīng)的濾波器結(jié)構(gòu)就是式 14， N 為濾波器的階數(shù)， )(mh 為濾波器的系數(shù)（性能確定的 FIR 數(shù)字濾波器 所 對應(yīng) 的 一組系數(shù) 也是 確定的， 因此 )(mh 為常數(shù)） , )( mnx ? 為第 )( mn? 個單位時間的采樣輸入， )(ny 是 第 n 個單位時間 上 的 6 采樣輸入 )(nx 所 對應(yīng)的輸出。但是，這種系統(tǒng)對信號產(chǎn)生的 2? 的相移對微分器、正交變換器、希爾伯特變換器等系統(tǒng)都特別有用，所以這種 FIR 系統(tǒng)在實際應(yīng)用中也有很大價值。 如果濾波器的 單位函數(shù)響應(yīng)的波形關(guān)于 21?N 奇對稱 ，即 )1()( nNhnh ???? （ 33） 相比之下，這種系統(tǒng)的相頻特性上多了 2? 的相移。FPGA 以其優(yōu)越的實時性和設(shè)計的靈活性成了控制系統(tǒng)中重要的一部分，在 FPGA 上實現(xiàn)濾波器，使濾波器能適用高速場合 [5]。 ASIC 器件可靠性高，實時性好，但過長的開發(fā)周期使其不適合于科研和小批量生產(chǎn)。經(jīng)常用在硬件實現(xiàn)的 FIR 數(shù) 字濾波器裝置有 DSP 設(shè)備、專用集成電路 （ ASIC） 、 FPGA 器件等。軟件實現(xiàn)方法簡單 ,但實時性能 差 。由于不存在穩(wěn)定性問題，所以設(shè)計相對簡單。 FIR 濾波器在圖像處理、通信 、模式識別 等 諸多 領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。但是另一方面， FIR 濾波器的系數(shù)設(shè)計方法很多，最普遍的是加窗，種類繁多的窗函數(shù)可以得到各種你所需要的通帶特 4 性。 FIR 是線性相位的，無論多少階，在通帶內(nèi)的信號群時延相等，即無色散，對于 PSK 這類信號傳輸尤為重要， IIR 通常是非線性的，但是目前也有準線性相位設(shè)計方法得到 IIR 數(shù)字濾波器的系數(shù)，其結(jié)果是使得通帶內(nèi)的相位波動維持在一個工程可接受的范圍內(nèi)。 FIR、 IIR 是常用的數(shù)字濾波器。目前數(shù)字濾波器不僅能實現(xiàn)一維信號處理，而且能夠?qū)崿F(xiàn)二維甚至更高維的信號的處理，在圖像的傳輸、靜態(tài)圖像壓縮、動態(tài)圖像壓縮等方面有著巨大的應(yīng)用價值 [1] 。第三，數(shù)字系統(tǒng)的系數(shù)、結(jié)構(gòu)靈活性強可以根據(jù)需要隨時變化。第二，數(shù)字濾波器的性能不易受到外界環(huán)境因素的干擾，其各項性能穩(wěn)定性很高。 數(shù)字濾波器與模擬濾波器相比有著很多優(yōu)點。因此，數(shù)字濾波的概念和模擬濾波相同，只是信號的形式和實現(xiàn)濾波方法不同。雷達信號數(shù)字濾波器是一個非常活躍的研究領(lǐng)域。所以數(shù)碼設(shè)備的出現(xiàn)提高了進步的雷達信號處理技術(shù)。音頻壓縮技術(shù)和視頻壓縮標準化工作的成就 ,促成了電視產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展 ,數(shù)字濾波器及其相關(guān)的技術(shù) 是 視頻壓縮和音頻壓縮技術(shù) 的 重要基礎(chǔ)。 電視 取代模擬電視是數(shù)字電視發(fā) 展的必然趨勢。信源編碼、信道編碼、多路復(fù)用、調(diào)制、自適應(yīng)信和數(shù)據(jù)壓縮道均衡等 ,廣泛應(yīng)用數(shù)字濾波器 ,特別是在數(shù)字通信、網(wǎng)絡(luò)通信、圖像通信和多媒體通信 的 應(yīng)用 ,離開了數(shù)字濾波器幾乎是不可逾越的。 圖像處理 數(shù)字濾波技術(shù)成功地應(yīng)用于圖像恢復(fù)和增強靜止圖像和活動圖像、數(shù)據(jù)壓縮、噪聲和干擾 ,圖像識別和色譜 x射線攝影 ,并成功地應(yīng)用 于雷達、聲納、超聲波成像的圖像和紅外可見信號。主要用于語音和數(shù)據(jù)壓縮 ,并已經(jīng)建立了一系列的語音編碼國際標準 ,用于通信和音頻處理。這是噪音或干擾中提取語音信號的封面。用專用的硬件或計算機識別人的講話 ,演講 者或識別 。它是使用特殊的數(shù)字硬件或軟件運行在一臺通用計算機生成的聲音 。即波形特征、統(tǒng)計特征的語音信號和模型的參數(shù)等進行分析和計算 。 語音處理 語音處理是最早的數(shù)字濾波器的應(yīng)用領(lǐng)域 ,也是最早推動數(shù)字信號處理理論領(lǐng)域發(fā)展 2 的領(lǐng)域。根據(jù)有用信號和噪音的不同特性，提取有用信號的過程成為濾波，實現(xiàn)濾波功能的系統(tǒng)稱為濾波器。數(shù)字濾波器的優(yōu)劣直接決定產(chǎn)品的優(yōu)劣。無論是信號的獲取、傳輸，還是信號的處理和交換都離不開濾波技術(shù)，它對信號安全可靠和有效靈活地傳輸是至關(guān)重要的。例如 ,數(shù)字信號濾波器來限制他的樂隊或過濾掉噪音 和干擾 ,或?qū)?它 們的信號分開從信號譜分析和功率譜分析來理解信號頻譜 ,然后進行信號識別以及信號的變換 ,使其更適合于傳輸、存儲和應(yīng)用程序 ,等等。因此，數(shù)字信號實際上是用數(shù)字序列表示的信號，語音信號經(jīng)采樣和量化后得到的數(shù)字信號 會 是一個一維離散時間序列；而圖像信號經(jīng)采樣和量化后得到的數(shù)字信號 會 是一個二維離散空間序列。這些信號 中 大部分是擬信號 ， 模擬信號是自變量連續(xù)的函數(shù)，自變量是一維 、 二維 以及 多維的。 數(shù)字化、智能化 、 和網(wǎng)絡(luò)化是 現(xiàn)代 信息技術(shù)發(fā)展的大勢 所 趨，而數(shù)字化 卻 是智能化 以及 網(wǎng)絡(luò)化的 重要 基礎(chǔ) 。 DSPBuilder。 關(guān) 鍵 詞 : FPGA； 有限 長脈沖響應(yīng)濾波器； DSPBuilder； QuartusⅡ II Based on the DSPBuilder the design and implementation of a digital filter Abstract DSP Builder is the Altera corporation launched a DSP development oriented system level design tool, it can in the QuartusⅡ integration development software Matlab