第七部分：数字滤波器_CIC_HB篇

Kerry
课后习题
1）用Matlab设计HB滤波器 2）并用ISE的Core Generation生成相应的 HB滤波器 3）上板验证生成的滤波器
Kerry
H 2 ( j ) 1 e j D e j D / 2 e j D / 2 e 2 2 D 2 j e j D / 2 sin( ) 2 D 2 e j ( D ) / 2 sin( ) 2
j D / 2
Kerry
Q 13.46 dB
抽取结构的CIC滤波器
单级CIC抽取滤波器的实现，及其等效结构
多级CIC抽取滤波器的实现，以及其等效结构
Kerry
CIC滤波器的具体实现
Kerry
CIC滤波器的仿真
Kerry
CIC的上板验证
激励数据
Kerry
CIC的上板验证
抽取滤波器后的结果
Kerry
HB滤波器的理论原理
HB滤波器是一种特殊的FIR滤波器，其频率响应满足如下关系
A C S P
HB滤波器的性质
H (e j ) 1 H (e j ( ) )
H (e j / 2 ) 0.5
适合2倍速率的抽取
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Matlab设计HB滤波器
R E G REG24
R E G REG23
R E G REG14
h(0) h(2) h(12) h(13) R E G R E G
Kerry
HB滤波器的仿真
Kerry
HB的上板验证
输入的激励数据
Kerry
HB的上板验证
滤波以后的结果
Kerry
实验
CIC滤波器的仿真 CIC滤波器的上板验证 使用Matlab设计HB滤波器的系数 HB滤波器的仿真 HB滤波器的上板验证
其中H1(Z)为
H1 ( z )
1 1 z 1
H2(Z)为
H2 ( z) 1 z D
Kerry
CIC滤波器的理论与原理
分析H1(Z)和H2(Z) 从结构上可以看出H1(Z)其实就是一个积分器。 通过Z变换和傅立叶变换的关系可得两式的傅立叶变换
H1 (e j ) 1 1 e j 1 e j / 2 (e j / 2 e j / 2 ) j e j / 2 2 sin( ) 2 e j ( ) / 2 2 sin( ) 2
A1
2D 3
第一旁瓣相对于主瓣的衰减为
s 20lg
D 3 20lg 13.46dB A1 2
单级CIC阻带衰减太小，通过多级级联来提高阻带衰减
H Q (e j ) sin(
D
2
Q
)
s Q 20 lg(
D Q ) A1 D ) A1
sin( ) 2
Q 20 lg(



Kerry
CIC滤波器的理论与原理
H1(Z)的响应曲线
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CIC滤波器的理论与原理
H2(Z)的响应曲线
Kerry
CIC滤波器的理论与原理
CIC滤波器的总体响应
H (e j ) H1 (e j ) H 2 (e j ) sin(
D
2
)
wenku.baidu.come j (1 D ) / 2
sin( ) 2 D Sa (
D
) Sa 1 ( ) e j (1 D ) / 2 2 2

响应曲线
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CIC滤波器的性能分析
主瓣的电平为
H (e j 0 ) D
第一旁瓣的电平为
H (e j )

3 2 2 D
3 ) 1 2 3 3 sin( ) sin( ) 2D 2D sin(
Kerry
HB滤波器的具体实现
有一半的系数为零，因为乘法运算可以减少一半 系数设计成了对称系数，乘法运算又可以减少一半 整个结构时分复用一个乘法器
REG0 R E G REG1 R E G REG2 R E G REG3 R E G REG12 R E G
REG
REG13
R E G REG26
R E G REG25
FPGA
在软件无线电中的工程应用
数字滤波器篇
中嵌教育(www.chinaeda.cn) Kerry
Kerry
内容概要
CIC滤波器的理论与原理 CIC滤波器的具体实现 CIC滤波器的仿真与验证 HB滤波器的理论原理 HB滤波器的具体实现 HB滤波器的仿真
Kerry
概述
CIC滤波器：级联积分梳状滤波器 HB滤波器：半带滤波器 两者因其结构简单，可处理数据数据速率大， 通常位于FIR滤波器之前，对数据进行粗略的 滤波，并下抽数据，降低数据率，以便后续的 FIR滤波器能够处理，并进行更精确的滤波
Kerry
CIC滤波器的理论与原理
CIC的冲击响应
1 ， 0 n D -1 h(n) 0 , 其他
CIC的冲击响应的Z变换为
H ( z ) h(n)z n
n 0 D 1
1 zD 1 z 1 1 (1 z D ) 1 1 z H1 ( z )H 2 ( z )