【正文】 III 目 錄 摘 要 ......................................................................................................................... I ABSTRACT ................................................................................................................. II 目 錄 .........................................................................................................................III 1 緒論 .......................................................................................................................... 1 課題研究背景及意義 ............................................................................................. 1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 .................................................................................................... 1 研究思路 ............................................................................................................... 3 2 FIR 數(shù)字濾波器簡介 ........................................................................................... 4 FIR數(shù)字濾波器的原理 .......................................................................................... 4 FIR數(shù)字濾波器的基 本結(jié)構(gòu) ................................................................................... 4 線性相位 FIR數(shù)字濾波器的結(jié)構(gòu) ............................................................................ 5 FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計方法 ................................................................................... 6 3 IIR 數(shù)字濾波器簡 介 ........................................................................................... 7 IIR數(shù)字濾波器的原理 .......................................................................................... 7 IIR數(shù)字濾波器的基本結(jié)構(gòu) ................................................................................... 7 IIR數(shù)字濾波器 的設(shè)計方法 ................................................................................... 8 4 MATLAB 程序設(shè)計 ................................................................................................. 11 MATLAB簡介 ......................................................................................................... 11 FIR濾波器設(shè)計 .................................................................................................... 11 IIR濾波器設(shè)計 ....................................................................................................15 5 VHDL 程序設(shè)計 .....................................................................................................21 VHDL語言簡介 ......................................................................................................21 DA電路配置 .........................................................................................................21 AMP電路配置 .......................................................................................................25 AD電路配置 .........................................................................................................28 FIR濾波器設(shè)計 ....................................................................................................31 IIR濾波器設(shè)計 ....................................................................................................34 總體設(shè)計 ..............................................................................................................37 6 結(jié)論 .........................................................................................................................40 參 考 文 獻(xiàn) ................................................................................................................41 重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計 （論文） 1 緒論 1 1 緒論 課題研究背景 及意義 數(shù)字信號處理 (Digital Signal Processing， DSP)技術(shù) 是從 20世紀(jì) 60年代以來，隨著信息學(xué)科和計算機學(xué)科的高速發(fā)展而迅速發(fā)展起來的一門新興學(xué)科。 驗證結(jié)果符合設(shè)計要求。 然后 在ISE 軟件 平臺下根據(jù) MATLAB 工具得到的量化系數(shù)，使用 VHDL 語言進(jìn)行 FIR 和IIR 濾波器算法 模塊 編程 ，同時對 AMP 電路（可編程預(yù) 放大器）模塊、 AD 電路（模 擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器 ）模塊和 DA 電路（數(shù)字到模擬 轉(zhuǎn)換器 ）模塊分別進(jìn)行編程配置，并且對各模塊進(jìn)行嚴(yán)格的 軟件 仿真驗證，其中 AMP 電路模塊、 AD 電路模塊和 DA 電路模塊必須進(jìn)行硬件驗證。本 論 文首先 理論分析 討論了數(shù)字濾波器的設(shè)計方法， 并 使用 MATLAB 工具 驗證 采用哪種窗函數(shù)來設(shè)計 FIR 數(shù)字濾波器，使用哪種模擬濾波器原型映射 IIR 數(shù)字濾波器。從設(shè)計簡單的接口電路到設(shè)計復(fù)雜的狀態(tài)機 ， FPGA 所扮演的角色已經(jīng)不容忽視 。隨著數(shù)字技術(shù)的不斷發(fā)展 ， 在許多場合 ， 數(shù)字濾波器正在快速取代模擬濾波器。 重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 基于 FPGA 的數(shù)字濾波器 的 設(shè)計 學(xué) 生：黃建華 學(xué) 號： 20204719 指導(dǎo)教師：楊力生 專 業(yè)： 電子信息工程 重慶大學(xué) 通信工程 學(xué)院 二 O 一三 年 六 月 Graduation Design(Thesis) of Chongqing University Design of Digital Filter Based on FPGA Undergraduate: Huang Jianhua Supervisor: Yang Lisheng Major: Electronic Information Engineering College of Communication Engineering Chongqing University June 2020 重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計 （論文） 中文摘要 I 摘 要 數(shù)字信號處理在通信、雷達(dá)、聲納等中有著廣泛的應(yīng)用。數(shù)字濾波器 的設(shè)計是數(shù)字信號處理的關(guān)鍵技術(shù)之一，有著十分重要的理論和實際意義。 FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列）在現(xiàn)代數(shù)字電路設(shè)計中 發(fā)揮著越來越重要的作用。 本 論 文完成了基于 FPGA 的 FIR 和 IIR 數(shù)字濾波器的設(shè)計與實現(xiàn)。然后根據(jù)模擬濾波器的技術(shù)指標(biāo)來確定數(shù)字濾波器的技術(shù)指標(biāo)， 在 MATLAB 環(huán)境下 按照數(shù)字濾波器的技術(shù)指標(biāo)設(shè)計 數(shù)字濾波器，并得到濾波器系數(shù)，編程實現(xiàn)系數(shù)量化，并且比較分析量 化前后 系統(tǒng)響應(yīng)的差異 ，由此得到合適的量化等級。 最后將所有軟件和硬件驗證無誤的模塊 整合 ，下載到 FPGA 硬件中，進(jìn)行功能驗證 。 關(guān)鍵詞 ： FIR 濾波器， IIR 濾波器 ， MATLAB， FPGA， VHDL 重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計 （論文） ABSTRACT II ABSTRACT Digital signal processing has been widely used in munications, radar, sonar and many other fields. The design of digital filter is one of the key technologies of digital signal processing, which has a very important theoretical and practical significance. As digital technology continues to develop, on many occasions, the digital filter is rapidly replacing analog filters. FPGA (fieldprogrammable gate array) in modern digital circuit design is playing an increasingly important role. From the design simple interface circuit to the design of the plex state machine, FPGA39。因為多數(shù)科學(xué)和工程遇到的是模擬信號，所以以前都是研究模擬信號處理的理論和實現(xiàn)。隨著電子技術(shù)的 飛速發(fā)展，加之?dāng)?shù)字信號處理技術(shù)的 不斷 成熟和完善，數(shù)字信號處理 已經(jīng)逐漸取代模擬信號處理。數(shù)字信號處理廣泛應(yīng)用在濾波與變換、