基于FPGA的数字滤波器设计与实现

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1、中图分类号：TP274UDC：620密级：学校代码：河北经贸大学硕士学位论文(学历硕士)公开11832基于FPGA的数字滤波器设计与实现DesignandImplementationofDigitalFilterBasedonFPGA作者姓名：指导教师：学科专业名称：论文完成日期：张景芝和志强教授计算机应用技术2012年5月学位论文原创性声明罢譬孑三弦牲翟麓艺干卷囊矶1)年6月‘日M1)年D月6日I学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解河北经贸大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅

2、和借阅。本人授权河北经贸大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在——年解密后适用本授权书)■jZ，论文作者(签孙牡指导教师(签孙球?奎仁ftlI铂’年6月二日仞7)年石月台EtlI摘要本文针对采样频率为400M／s并行多路高速数据采集系统中的噪声及干扰问题，采用自上而下模块化的设计方法，设计了一个基于FPGA和分布式算法的32阶系数可调数字滤波器，并对该数字滤波器进行了具体的实现和仿真。研究工作主要包括以下几个方面：(1)以数字滤波器的基

3、本理论为依据，利用MATLAB的FDATools工具箱设计数字滤波器的滤波器系数，并对其进行量化处理。(2)采用基于RAM查找表的分布式算法，实现了针对并行多路高速数据采集系统的32阶系数可调数字滤波器的总体设计。(3)在QuartusII8．1环境下，运用VHDL语言和图形化设计相结合的方式，分模块实现了该32阶系数可调数字滤波器，并以一个45M．55M带通数字滤波器为例对该数字滤波器进行了仿真。关键词：高速数据采集数字滤波器FPGA分布式算法VHDLIIIAbstractInthisthesis，toeliminatet

4、henoisesinreal-timeinhigh-speedDataAcquisitionSystembasedonFPGA，thesamplefrequencyofwhichis400M／s，a32ordersfilterisdesignedbytheapplicationofDistributedAlgorismandthefiltercoefficientscallbereplacedinnecessary．ThefilterstructureisdividedintomodulestOsimplifytheimpl

5、ementationofthefilter．Andthesimulationsarealsodonetoverifythefunctionsofthefilter．Themaincontentsareasfollows．Firstly,thefiltercoefficientscanbeobtainedbyusingtheFDAToolsinMATLABbasedonthetheoriesofdigitalfilter．Thenthequantificationofthesecoefficientsisalsodone．Se

6、condly,thewholestructureoftheadjustabledigitalfilterof32ordershasbeendesignedbyusethecombinationofserialandparallelDistributedAlgorism．Finally,thefilterof32orderswithreplaceablecoefficientsisimplementedwiththeuseofVHDLinQuartusII8．1bydividedintomodules．Keywords：Hig

7、h．speedDataAcquisition，Digitalfilter,FPGA，DistributedAlgorism，VHDLIV目录摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．IIIAbstract⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯IVl绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．11．1研究背景和意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．11．2国

8、内外研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯21．3论文的结构安排⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．32数字滤波器设计基础⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯42．1数字滤波器概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯