学海网

毕业设计 基于FPGA实现线性FIR数字滤波器 共49页，20721字。
摘要
在宽带信号处理中，常常利用目标回波的频谱特性进行目标检测和分类，为了保证其准确性，对接收到的回波必须进行频谱分析。实际上常用的方法是通过滤波器组进行处理的。因此在设计上采用同一结构的FIR滤波器，通过调整参数实现不同频率段的滤波。
根据FIR滤波器可以很方便地实现线性相位的特性和稳定性在设计中提出了一种采用现场可编程门阵列器件（FPGA）实现线性FIR数字滤波器，利用分布式算法的并行处理的高效的特点，对于在FPGA中实现FIR滤波器的关键——乘加运算，给出将乘加转化为查找表结构实现乘法器，并利用多级流水线方式实现运算。降低了对查找表的存储容量的需求，并且不影响系统的速度。用VHDL语言编写了程序

关键词：有限冲击响应滤波器 ，现场可编程门阵列器件，查找表 ，分布式 ，流水线
目 录
摘要 I
ABSTRACT II
1绪言 1
1.1课题背景 1
1.2课题研究的目的和意义 2
2 滤波器设计原理 3
2.1滤波器的基本概念 3
2.1.1滤波原理 3
2.1.2滤波器的分类 4
2.1.3数字滤波器结构的表示方法 5
2.1.4滤波器的技术要求 6
2.2 有限冲击响应（FIR）滤波器的基本概念 8
2.2.1 FIR数字滤波器与IIR数字滤波器的比较 8
2.2.2有限冲击响应(FIR)滤波器的特点 9
3 FIR数字滤波器的设计思路 10
3.1 线性相位FIR滤波器特点 10
3.1.1单位冲击响应h（n）的特点 10
3.1.2 线形相位的条件 10
3.2.线性相位FIR滤波器的设计 11
3.2.1 设计基础 11
3.2.2流水线技术的应用 12
3.2.3分布式算法的运用 12
3.2.4采用查找表结构 14
3.2.5采用FPGA来实现 16
3.2.6采用VHDL编程 19
4 FIR数字滤波器的算法优化设计 21
4.1移位累加乘法运算 21
4.1.1传统的乘累加结构FIR数字滤波器基本理论 21
4.1.2移位累加的运算改进 22
4.2乘累加运算的分布式原理推导与分析 23
4.3查找表的构造方法 25
4.4 采用分布式算法实现FIR数字滤波器 28
4.4.1 串行方式 28
4.4.2 并行方式 29
4.5算法比较 30
4.6优化的的FIR滤波器的实现 31
5系统的设计与实现 34
5.1滤波器的设计指标 34
5.2.1 查找表的建立 34
5.2.2查找表计算部分积累加和过程 35
5.3设计结果 36
6 总结 39
致谢 40
参考文献 41
附录 43