基于fpga的fir滤波器设计

《基于fpga的fir滤波器设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、合肥师范学院2015届本科生毕业论文（设计）本科生毕业论文（设计）题目：基于FPGA的FIR滤波器设计学院电子信息工程学院学科门类工学专业电子信息工程学号姓名指导教师28合肥师范学院2015届本科生毕业论文（设计）2015年05月06日28合肥师范学院2015届本科生毕业论文（设计）摘要随着数字技术的发展，数字滤波器广泛应用于语音与图像处理、模式识别、雷达信号处理、频谱分析等领域，它具有精度高、灵活性大等突出特点，而现场可编程门阵列器件(FPGA)有着规整的内部逻辑阵列和丰富的连线资源，特别适合于数字信号处理任务，通过FPGA实现FIR数字滤波具有实时性高、处理速度

2、快、精度高的特点。本文研究的是基于FPGA实现一个16阶的FIR数字低通滤波器的设计。本次设计首先利用MATLAB中滤波器设计工具FDAtool工具设计FIR滤波器系数，再利用Matlab中的Simulink库文件下的DSPBuilder库中的各个模块搭建FIR滤波器系统，然后在Simulink里进行了仿真，并编译生成VHDL语言，再通过QuartusII软件对生成的VHDL程序进行编译和仿真，并利用Matlab对仿真结果进行了分析，证明所设计的FIR滤波器功能的正确性，最后通过硬件实现时。本次硬件设计中，采用Altera公司的FPGA器件作为核心器件，此外，由于整

3、个系统的输入输出全部是数字信号，因此需要添加AD（模数）转换模块和DA（数模）转换模块。关键词：FPGA；FIR滤波器；FDAtool；Simulink；VHDL28合肥师范学院2015届本科生毕业论文（设计）AbstractWiththerapiddevelopmentofdigitaltechnology，digitalfilterhadwidelyusedinvoiceandimageprocessingandmodelrecognizingandradarsignalprocessingandfrequencyanalysisfiledandsoon.Iti

4、sverypreciseandflexible.ThereareregularlogicalarrayandrichwireresourceinFPGA.Itisverysuitablefordigitalsignalprocessing.AnditisverygoodfordesigningdigitalfilterbyusingFPGA.Inthispaper,thisdesignisthe16orderFIRlow-passfilterbasedonFPGA.First，weuseFDAtooltodesignthevalueoffilter.Then,web

5、uildupthefiltersystembyusingDSPBuilder.Andthenwesimulatethissystemtoverifyit’svalidity.Duringthehardwaredesign,whatweusecoredeviceisfromAlteracompany.Inaddition,weneedaddADandDAmodelforthesystembecausetheinputandoutputofthissystemisdigitalsignal.KeyWords：FPGA;FIRfilter;FDAtool;Simulink

6、;VHDL28合肥师范学院2015届本科生毕业论文（设计）目录摘要IAbstractII1.引言11.1研究背景及意义11.2国内外研究现状11.3本论文的研究内容及主要工作22.FIR数字滤波器设计22.1数字滤波器基础22.1.1FIR滤波器简介22.1.2FIR数字滤波器的结构32.2FIR数字滤波器设计方法42.2.1窗函数法42.2.2频率采样法52.2.3等波纹最佳逼近法63.基于FPGA的FIR滤波器设计73.1基于Matlab的FIR数字低通滤波器抽头系数的提取73.1.1基于Matlab的FIR滤波器系数计算73.2DSPBuilder搭建FIR模

7、型123.2.1DSPBuilder及其设计流程123.2利用DSPBuilder设计FIR滤波器123.2.1简单3阶常系数FIR滤波器的设计133.2.216阶FIR滤波器的设计164.FIR滤波器的硬件实现194.1系统硬件194.2硬件调试234.3数据误差分析255.总结26参考文献27致谢2828合肥师范学院2015届本科生毕业论文（设计）1.引言滤波技术是非常重要的一门技术，它在信号的分析和处理过程中都是必不可少的部分。而当今由于数字信号的发展，使得滤波技术更是得到进一步发展，也就产生了数字滤波器，数字滤波器是现代信号处理研究和发展不可或缺的因素，