针对传统的积分梳状滤波器在用作抽取抗混叠滤波器时，通带偏差和混叠镜像衰减难以满足软件无线电系统需要的问题，设计采用内插二阶多项式级联锐化CIC滤波器的改进方法，扩展了其通带带宽的同时提高了阻带衰减，并应用SOPC设计软件dspbuilder在一片FPGA芯片上予以实现，简化了设计流程，降低了成本和开发周期。
### 基于FPGA的新型抗混叠CIC抽取滤波器的设计
#### 概述
本文讨论了一种基于FPGA（Field Programmable Gate Array）的新型抗混叠CIC（Cascaded Integrator-Comb）抽取滤波器的设计与实现。该滤波器主要应用于软件无线电系统中，用于解决传统积分梳状滤波器在用作抽取抗混叠滤波器时存在的通带偏差和混叠镜像衰减问题。
#### 传统CIC滤波器的局限性
传统的CIC滤波器作为一种高效的数字滤波器，在处理高速信号采样过程中非常有用。然而，当作为抽取抗混叠滤波器使用时，它存在两个主要问题：
1. **通带偏差**：即在通带内的频率响应不平坦，导致信号失真。
2. **混叠镜像衰减不足**：在阻止不需要的频谱成分（如混叠和镜像信号）方面表现不佳，这可能会影响系统的整体性能。
这些问题在软件无线电系统中尤为突出，因为这类系统通常需要更高的灵活性和性能来适应不同的通信标准。
#### 改进方法——内插二阶多项式级联锐化CIC滤波器
为了解决上述问题，本文提出了一种新的滤波器结构——内插二阶多项式级联锐化CIC滤波器。这种方法的主要优点包括：
1. **扩展通带带宽**：通过在CIC滤波器中加入内插二阶多项式，可以有效改善通带内的频率响应特性，使得信号在通带内的传输更加平滑。
2. **提高阻带衰减**：通过锐化CIC滤波器的设计，可以在保持或提高通带性能的同时，显著增强阻带内的衰减效果，从而更好地抑制混叠和镜像信号。
3. **简化设计流程**：利用SOPC（System On a Programmable Chip）设计软件中的dspBuilder工具，可以方便地在单片FPGA上实现这种复杂的设计。这不仅简化了设计流程，还大大缩短了开发周期，降低了成本。
#### FPGA上的实现
该滤波器最终在FPGA芯片上实现了硬件级的优化。FPGA作为一种可编程逻辑器件，具有高度的灵活性和并行处理能力，非常适合用于实现复杂的数字信号处理算法。通过使用SOPC设计软件dspBuilder，设计师能够快速构建出高效的滤波器结构，并且可以轻松调整参数以满足不同应用场景的需求。
#### 结论
本文介绍了一种针对传统CIC滤波器在作为抽取抗混叠滤波器时存在的问题而设计的新方法。通过将内插二阶多项式与锐化CIC滤波器级联起来，并利用FPGA进行硬件实现，不仅解决了原有的通带偏差和混叠镜像衰减问题，而且简化了设计流程，降低了成本，缩短了开发时间。这对于推动软件无线电技术的发展具有重要的理论和实际意义。
### 关键词解释
- **积分梳状滤波器**（Cascaded Integrator-Comb Filter）：一种高效的数字滤波器结构，广泛应用于数字信号处理领域，尤其是在数据抽取和内插过程中。
- **内插二阶多项式**（Interpolated Second-Order Polynomials）：通过插入二阶多项式来改善滤波器性能的技术。
- **数字变频器**（Digital Converter）：用于转换模拟信号到数字信号或者反过来的设备。
- **现场可编程门阵列**（Field Programmable Gate Array）：一种可编程逻辑组件，广泛应用于数字信号处理、图像处理等领域。
