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FIR滤波器设计与仿真研究开题报告

 2022-01-25 23:19:11  

全文总字数:4664字

1. 研究目的与意义及国内外研究现状

在现代通信信号处理领域中,随着各种精密计算和快速计算的发展对信号处理的实时性、快速性的要求越来越高。以往的模拟滤波器无法克服电压漂移、温度漂移和噪声等问题,从而带来了许多误差和不稳定因素。而数字滤波器具有稳定性高、精度高、设计灵活、实现方便等突出优点。

fpga元器件在高速并行处理和数据传输中有独特优势,fpga正在前端信号处理中越来越多地代替asic和dsp。我们需要的就是这种设计周期短,功能密度高,重组时间短的元器件。

传统数字滤波器主要依靠理论公式推导,从而得到相关系数,无法对系数进行优化,设计过程复杂,计算量大,滤波过程调整困难,影响了它的应用。

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2. 研究的基本内容

通过对目前数字滤波器的几种实现方法的简单分析,本文认为基于FPGA的数字滤波器具有许多优点,本文考虑到信息技术的发展对于数字滤波器的要求越来越高,而目前FIR数字滤波器的性能还不完善,于是选择了基于FPGA的数字滤波器作为主要研究内容,通常滤波器在进行数据处理时用到了卷积运算,在设计中的解决这些乘法运算的思路是将它们转换成加减法,这是目前解决乘法运算的主流思想。设计初期在Matlab下对滤波器原理进行证明包括(零极点图、时域和频域分析图等),分析FIR数字滤波器的多种理论设计思想和窗函数选择方法,在设计后期对FIR 数字滤波器的小数乘法问题进行单独论证。然后对分析出来的问题进行论证和解决,最后在QUARTUSII中进行仿真验证。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实施方案:

为了满足信号处理快速和灵活的要求,基于fir数字滤波器的原理和层次化、模块化设计思想并结合fpga芯片,本文提出了fir数字滤波器基于matlab和quartusⅡ的设计方法。本文分别实现了fir数字滤波器的低通滤波器、带通滤波器和高通滤波器的设计并介绍了相关的设计流程。

进度安排:

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4. 参考文献

[1] 张原,可编程逻辑器件设计及应用,北京:机械工业出版社,2003:2-5

[2] 韩雁,专用集成电路设计技术基础,成都:成都电子科技大学出版社,2000:3-7

[3]李星, 杨家玮. 基于fpga的fir数字滤波器的设计[j]. 电子科技, 2006(7):16-18.[4]屈星, 唐宁, 严舒, et al. 基于fpga的iir数字滤波器的设计与仿真[j]. 计算机仿真, 2009, 26(8):304-307.[5]齐海兵, 刘雄飞, 张德恒. 基于fpga的数字滤波器的设计与实现[j]. 现代电子技术, 2006, 29(15).[6]刘朋全. 基于fpga的fir数字滤波器的设计和实现[d]. 西北工业大学, 2006.[7]王静, 鱼云歧. 基于fpga的fir数字滤波器设计与仿真[j]. 电子设计工程, 2008, 16(11):90-92.[8]解亚南. 基于fpga的数字滤波器的设计研究[d].2016.[9]常彬, 高振斌. 基于fpga的数字滤波器设计[c]// 北京地区高校研究生学术交流会通信与信息技术会议. 2008.[10]杨延亮. 基于fpga的iir数字滤波器研究与设计[d]. 杭州电子科技大学, 2012.[11]孙友军, 陈春雨, 肖正宇. 基于fpga的fir数字滤波器算法研究与设计实现[c]// 全国冶金自动化信息网年会. 2010.[12]岑光. 基于fpga的fir数字滤波器研究与设计[d]. 西安电子科技大学.

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