隨著數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展,系統(tǒng)中數(shù)據(jù)量的處理變的越來(lái)越大,同時(shí)對(duì)處理速度也有了更高的要求。為了減少處理過(guò)程中的存儲(chǔ)與運(yùn)算量,在一個(gè)系統(tǒng)中通常需要對(duì)采樣率進(jìn)行轉(zhuǎn)換,將單速率系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為多速率系統(tǒng)。近年來(lái),在集成電路飛速發(fā)展的情況下,信號(hào)的采樣率不斷提高,因此,多速率信號(hào)處理得到了廣泛的應(yīng)用。多速率濾波器具有降低傳輸速率、降低計(jì)算復(fù)雜度、減少存儲(chǔ)量等優(yōu)點(diǎn)。本文主要對(duì)多速率濾波器中的積分級(jí)聯(lián)梳狀(CIC)濾波器進(jìn)行研究與實(shí)現(xiàn)。5級(jí)級(jí)聯(lián)的結(jié)構(gòu)能夠滿足阻帶衰減大于60 d B的要求,同時(shí)該結(jié)構(gòu)引入Noble恒等式,能夠有效降低運(yùn)算量,節(jié)約硬件資源。CIC濾波器的實(shí)現(xiàn)主要包括三個(gè)方面:抽取、插值與低通濾波。首先,對(duì)多速率信號(hào)處理的理論基礎(chǔ)與CIC濾波器的結(jié)構(gòu)與性能進(jìn)行了分析,從而確定了本設(shè)計(jì)中CIC濾波器的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu);然后,用Matlab對(duì)CIC抽取和插值濾波器進(jìn)行了設(shè)計(jì)與分析,并對(duì)其進(jìn)行了仿真;最后,給出了CIC抽取與插值濾波器的FPGA實(shí)現(xiàn)方案,用Modelsim對(duì)FPGA的設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),通過(guò)在Matlab環(huán)境下對(duì)Modelsim仿真結(jié)果進(jìn)行分析,并將Modelsim仿真結(jié)果與Matlab仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性。實(shí)驗(yàn)的仿真結(jié)果表明,本設(shè)計(jì)的CIC抽取與插值濾波器,能夠滿足對(duì)原信號(hào)進(jìn)行5倍抽取與5倍插值,有效實(shí)現(xiàn)采樣率降低為1/5倍與升高5倍的設(shè)計(jì)要求。
【學(xué)位單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：TN713;TN791
【部分圖文】：

Fig.2.2 The signal change diagram of the decime，輸入輸出信號(hào)序列關(guān)系為：xd(Td)=x(DT樣周期，T 表示原始輸入信號(hào)序列的采樣由此可以得出，采樣周期為 T 的原始輸入為采樣周期為 Td的輸出信號(hào)，采樣頻率降入輸出信號(hào)關(guān)系可知相應(yīng)的傅里葉頻譜關(guān)n rjnnxDnexnnrωδ∞= ∞∞= ∞ ∞= ∞)= ()= [ ()( nDjn rxnnrDeωδ ∞= ∞∞= ∞= ( )[ ( )]數(shù)為 D 的脈沖序列，它的傅里葉變換如式 =∞= ∞ =1021()DknDkjreDnrDπδ ∞==1221(1()1)DDknjDkjDXexneωπωπ

7取前后信號(hào)頻譜（12ω = 2ω）um before and after decimation（12ω = 2ω）前后的采樣頻率關(guān)系為：12ω = Dω歸一化角頻率為橫坐標(biāo)時(shí)，抽取信后的頻譜變化可以發(fā)現(xiàn)，抽取后的π|()|jωXe2π 抽取前信號(hào)的頻譜al spectrum before decimation

l spectrum after decimation 抽取前后信號(hào)頻譜ectrum before and after decimation的頻譜經(jīng)過(guò) D 倍拓寬且平移 D 個(gè)種拓寬與疊加可能會(huì)導(dǎo)致的問(wèn)題，假設(shè)原序列的采樣頻率為 Fs，，原始信號(hào)才能被無(wú)失真地恢復(fù)的抽取后的序列采樣頻率為 Fs/2D(n)中恢復(fù) x(n)頻率小于 Fs/2D 的譜混疊。如圖 2-5 所示。ω1|()|jωXe2ω2取前信號(hào)的頻譜

【參考文獻(xiàn)】

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1 馮佳梅;鄒剛;朱南;丁偉;姜彬;趙文多;;基于可變帶寬多速率處理算法的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];數(shù)字通信世界;2015年08期

2 卜祥元;方金輝;范星宇;王珂;;基于抽取濾波器多相分解的多速率采樣模塊設(shè)計(jì)[J];北京理工大學(xué)學(xué)報(bào);2014年02期

3 李昱辰;龔曉峰;;一種適用于多速率FIR濾波器的算法改進(jìn)[J];電視技術(shù);2013年23期

4 賀天良;譚哲文;;多速率濾波器組IP核的高效高速實(shí)現(xiàn)方法研究[J];湖南水利水電;2013年03期

5 肖瑞川;劉艷萍;彭成功;;基于FPGA的DDC中CIC濾波器的設(shè)計(jì)[J];電子設(shè)計(jì)工程;2013年05期

6 徐艷;田克純;;基于FPGA的CIC濾波器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];電聲技術(shù);2013年02期

7 李凱勇;;CIC濾波器改進(jìn)及其FPGA實(shí)現(xiàn)[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2013年01期

8 莊陵;葛屨;李季碧;王光宇;;寬帶無(wú)線通信中的濾波器組多載波技術(shù)[J];重慶郵電大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2012年06期

9 徐雙全;蔣宇中;江海;聶峰;;基于傳統(tǒng)CIC抽樣濾波器的改進(jìn)與仿真[J];艦船電子工程;2012年03期

10 許彥輝;年夫順;張超;;基于FPGA的CIC濾波器優(yōu)化設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];數(shù)據(jù)采集與處理;2010年S1期

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1 解亞南;基于FPGA的數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)研究[D];青島大學(xué);2016年

2 曹洋;基于FPGA的高速FIR數(shù)字濾波器及多速率濾波器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];廣西師范大學(xué);2016年

3 倪燕華;基于FPGA的多速率數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];蘇州大學(xué);2015年

4 陳婷;基于FPGA的高速并行多速率信號(hào)處理技術(shù)[D];西安電子科技大學(xué);2013年

5 杲秀芳;多速率濾波器組的設(shè)計(jì)方法與應(yīng)用研究[D];西南交通大學(xué);2007年

本文編號(hào)：2825221