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基于FPGA和MATLAB的数字滤波器设计

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64页
提出了一种联合使用MATLAB与Quartus Ⅱ实现FIR(有限脉冲响应)滤波器的设计方法。结合实际的例子介绍了等波纹法最佳逼近法FIR滤波器的设计流程,给出了利用MATLAB与QuartusⅡ进行软件验证和硬件仿真的设计步骤。
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摘要
1.
2. 摘要
3.
现代数字系统开发设计中,可编程逻辑器件的使用越来越普遍。传统的数字
滤波器设计主要依靠理论公式推导,从而得到相关参数,而对利用这些参数设计
的数字滤波器的真实效果并没有一个感性的认识,从而无法对参数进行进一步的
优化。
针对上述主要情况,提出了一种联合使用MATLAB与Quartus Ⅱ实现FIR(有限
脉冲响应)滤波器的设计方法。结合实际的例子介绍了等波纹法最佳逼近法FIR滤
波器的设计流程,给出了利用MATLAB与QuartusⅡ进行软件验证和硬件仿真的设
计步骤。此方法能过直观的检验滤波器的设计效果,便于优化设计参数、提高设
计效率和成功率。
关键词:MATLAB QuartusⅡ FIR数字滤波器 FPGA 等波纹最佳逼近法


ABSTRACT
1.
2. ABSTRACT
3.
In exploitation and design of the modern digital electronic system, programmable
l o g i c d e v i c e ( P L D ) i s u s e d m o r e a n d m o r e w i d e l y . T r a d i t i o n a l l y,w e u s e t h e o r e t i c a l
f o r m u l a t o o b t a i n s o m e c o r r e l a t i v e p a r a m e t e r w h e n d e s i g n i n g a d i g i t a l f i l t e r. B u t , i n
thisway, it can′t bring any visual cognition to the actual result of the filter.
So it is impossible that optimizing the parameter according to the actual result. In
order to solve this question, the paper presents a design method for FIR digital filter
based on MATLAB and Quartus . And through this example itⅡ gives the design flow.
T h e r e s u l t o f t h e s o f t w a r e a n d h a r d w a r e s i m u l a t i o n i s a n a l y z e d b y u s i n g o f
MATLAB and Quartus . It can easily check up the results and advance the efficiencyⅡ
of the design.
Keywords: MATLAB QuartusⅡ F IR digital filter FPGA Equiripple

目录
目录
1 第一章 绪论 1
1.1 本课题研究的意义 1
1.2 国内外现状 1
1.2.1 数字信号处理发展动态 1
1.2.2 目前FIR数字滤波器FPGA实现方法2
1.3 本论文的研究思想 3
2 第二章 数字滤波器的设计理论基础 6
2.1 数字滤波器概述 6
2.2 数字滤波器基础 7
2.2.1 FIR滤波器理论9
2.3 FIR滤波器的性能要求 14
2.4 FIR滤波器的最优化设计 15
2.4.1 FIR数字滤波器的最优化设计准则 15
2.4.2 等波纹最佳设计法的设计步骤 16
3 第三章 基于MATLAB的滤波器设计 18
3.1 MATLAB滤波器设计工具箱 18
3.2 低通滤波器的设计和仿真 19
3.2.1 低通滤波器的设计 19
3.2.2 低通滤波器的仿真 23
3.2.3 低通滤波器设计结论 25
3.3 带通滤波器设计和仿真 26
3.3.1 带通滤波器设计 26
3.3.2 带通FIR滤波器的仿真 29
3.3.3 低通滤波器设计结论 31
3.4 高通FIR滤波器的设计和仿真 32
3.4.1 高通FIR滤波器的设计 32
3.4.2 高通FIR滤波器的仿真 36
I

目录
4 第四章 基于Quartus‖的数字滤波器设计 38
4.1 FPGA硬件电路设计 38
4.1.1 传统的硬件电路设计方法 38
4.1.2 基于FPGA的硬件电路设计方法 39
4.1.3 电子设计自动化EDA技术 40
4.1.4 可编程逻辑器件 41
4.1.5 基于FPGA的器件开发的优点 42
4.1.6 FPGA的设计开发流程 43
4.2 基于Quartus的FIR低通滤波器的仿真 48
4.2.1 ROM存储器的设计 48
4.2.2 FIR低通滤波器的设计 49
4.2.3 低通FIR滤波器的仿真 52
4.3 基于Quartus的FIR带通滤波器的仿真 54
4.3.1 FIR带通滤波器的设计 54
4.3.2 带通FIR滤波器的仿真 56
4.4 基于Quartus的FIR高通滤波器的仿真 58
4.4.1 FIR高通滤波器的设计 58
4.4.2 高通滤波器的仿真 59
5 第五章 结束语 62
5.1 本文总结 62
5.2 以后的工作 62
6 致谢 64
7 参考文献 66
II
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