Matlab 基于FPGA的数字滤波器设计

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摘要本文介绍了国内外数字滤波技术的应用现状、发展趋势，学习研究了FIR和IIR数字滤波器的特点、实现原理和设计方法，根据课题具体要求，应用Matlab设计了相应的IIR型和FIR型低通滤波器，得到滤波器系数，并分别通过仿真验证所设计的滤波器能够满足设计需求。应用quartus II软件，采用原理图输入方式设计了相应的FIR低通数字滤波器的FPGA实现。将Quartus II中的仿真结果与Matlab的仿真结果做比对，结果表明FPGA设计正确，能够实现滤波功能。62970

毕业论文关键词数字滤波器 Matlab quartus II FIR IIR

毕业设计说明书（论文）外文摘要

Title FPGA-based digital filter design

Abstract This paper introduces the digital filtering technology application status,trends,Study and research FIR and IIR digital filter characteristics,realization of the principle and design method.According to the specific requirements of topics,using Matlab design appropriate FIR and IIR type low-pass filter, to obtain the filter coefficients, and were verified by simulation designed to meet the design requirements of the filter.With quartus II software, using schematic way design the corresponding FIR low-pass digital filter FPGA.The simulation results of the Quartus II software and Matlab simulation results do comparison showed that the correct FPGA design, enabling filtering.

Keywords The digital filter Matlab quartus II FIR IIR

1 绪论 1

1.1 数字滤波器的研究意义 1

1.2 数字滤波器的实现方法 2

1.3 本文研究内容及章节安排 3

2 数字滤波器结构 4

2.1 FIR数字滤波器的基本结构 4

2.2 IIR数字滤波器的基本结构 7

2.3 本章小结 9

3 数字滤波器设计 10

3.1 数字滤波器设计原理 10

3.2 IIR数字滤波器设计 11

3.3 FIR数字滤波器设计 14

3.4 本章小结 16

4 数字滤波器的MATLAB实现 17

4.1 IIR滤波器的MATLAB实现 17

4.2 FIR滤波器的MATLAB实现 21

4.3 本章小结 25

5 数字滤波器的FPGA实现 26

5.1 可编程逻辑器件 26

5.2 FIR低通数字滤波器系数和采样数据计算 28

5.3 FIR低通数字滤波器的FPGA实现 29

5.4 本章小结 34

结论 35

致谢 36

参考文献 37

1 绪论

随着计算机科学、半导体科学和信息科学的迅速和巨大进步，现代工程技术几乎所有领域都离不开信号处理问题，同时也有力促进了数字信号处理技术的快速发展，进而形成了一门独立的科学体系。数字信号处理 (DSP)缘起于17世纪和18世纪的数学，它所采用的各种方法及种种应用已有悠久的历史。但是，它又像数字计算机和集成电路那样，以崭新的面貌出现于世，在生物医学工程、声学、雷达、地层学、语音通信、数据通信、核科学等许多领域充分显示其重要性。