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高效FIR滤波器设计

【摘要】分析FIR 滤波器的基本结构和原理，提出了高效FIR 滤波器的实现方法。基于MATLAB 用窗函数法设计一个输入10 位，输出10 位的16 阶线性相位FIR 滤波器，此滤波器Fs 为80kHz,Fc 为10kHz,确定了滤波器的系数，最后用VHDL 语言实现了16 阶常系数FIR 滤波器，并用QuartusⅡ软件对滤波器进行了逻辑仿真，结果符合设计要求。
　　 【关键词】VHDL 语言；MATLAB；FIR 数字滤波器；Quartus
　　
　　 1.FIR 数字滤波器理论简述
　　 数字滤波器包括有限冲激响应（FIR，Finite ImpulseResponse） 滤波器和无限冲激响应（IIR，Infinite ImpulseResponse）滤波器两大类，其中FIR 滤波器因其可以得到严格的线性相位、有限精度的计算不会产生振荡、运算速度快等优点受到了人们更多的青睐。
　　 1.1FIR 滤波器的特点
　　 （1）既具有严格的线性相位，又具有任意的幅度；（2）FIR滤波器的单位抽样响应是有限长的， 因而滤波器性能稳定；（3）只要经过一定的延时，任何非因果有限长序列都能变成因果的有限长序列，因而能用因果系统来实现；（4）FIR 滤波器由于单位冲击响应是有限长的， 因而可用快速傅里叶变换(FFT)算法来实现过滤信号，可大大提高运算效率。（5）FIR 也有利于对数字信号的处理，便于编程，用于计算的时延也小，这对实时的信号处理很重要。（6） FIR 滤波器比较大的缺点就是阶次相对于IIR 滤波器来说要大很多。
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