直接FIR濾波器設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2008/12/17 0:00:00 訪問次數(shù):527
圖所示的直接fir濾波器在vhdl中使用(順序)process聲明或者是加法器和乘法器的“組件實(shí)例”來實(shí)現(xiàn)。process設(shè)計(jì)為合成器提供了更多的自由,而組件實(shí)例則可以被設(shè)計(jì)者完全控制。為了說明這一點(diǎn),下面將要給出一個(gè)長(zhǎng)度為4的fir濾波器作為process設(shè)計(jì)。盡管長(zhǎng)度為4的fir對(duì)于大多數(shù)實(shí)際應(yīng)用來講都太短了,但是它可以很容易地?cái)U(kuò)展到更高階,并且其優(yōu)點(diǎn)在于編輯時(shí)間比較短。線性相位(也就是對(duì)稱)fir脈沖響應(yīng)假定如下:
這些系數(shù)可以直接編碼成4位分?jǐn)?shù)。注意:通常僅僅實(shí)現(xiàn)正csd系數(shù)時(shí)會(huì)更有效,因?yàn)檎齝sd系數(shù)具有更少的非零項(xiàng),當(dāng)計(jì)算乘積的累加時(shí)可以將系數(shù)的符號(hào)考慮進(jìn)來。
在實(shí)際情況中,firr可以從計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)工具中得到,是以浮點(diǎn)數(shù)形式提供給設(shè)計(jì)者的。建立在浮點(diǎn)數(shù)系數(shù)基礎(chǔ)之上的定點(diǎn)數(shù)fir的實(shí)現(xiàn),需要通過仿真或者代數(shù)分析進(jìn)行確認(rèn),以保證設(shè)計(jì)規(guī)范仍然是令人滿意的。在上述例子中,浮點(diǎn)數(shù)是3.75和1.0,它們都是用定點(diǎn)數(shù)來精確地表示的,所以這種核查就可以跳過。
當(dāng)用定點(diǎn)數(shù)設(shè)計(jì)時(shí)需要提出的另一個(gè)問題就是保護(hù)系統(tǒng)不要?jiǎng)討B(tài)范圍溢出。幸運(yùn)的是,第l階fir的動(dòng)態(tài)范圍級(jí)數(shù)g的最壞情況可以很容易地計(jì)算出來,就是:
總位寬就是輸入位寬與級(jí)數(shù)g的位寬之和。對(duì)于上面中的濾波器g=1092(9.5)<4,這說明系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)寄存器需要至少比輸入數(shù)據(jù)多4個(gè)以上的整數(shù)位以保證不溢出。如果采用的是8位內(nèi)部運(yùn)算,輸入數(shù)據(jù)就應(yīng)該限制在±128/9.5=±13之內(nèi)。
歡迎轉(zhuǎn)載,信息來源維庫(kù)電子市場(chǎng)網(wǎng)(www.dzsc.com)
圖所示的直接fir濾波器在vhdl中使用(順序)process聲明或者是加法器和乘法器的“組件實(shí)例”來實(shí)現(xiàn)。process設(shè)計(jì)為合成器提供了更多的自由,而組件實(shí)例則可以被設(shè)計(jì)者完全控制。為了說明這一點(diǎn),下面將要給出一個(gè)長(zhǎng)度為4的fir濾波器作為process設(shè)計(jì)。盡管長(zhǎng)度為4的fir對(duì)于大多數(shù)實(shí)際應(yīng)用來講都太短了,但是它可以很容易地?cái)U(kuò)展到更高階,并且其優(yōu)點(diǎn)在于編輯時(shí)間比較短。線性相位(也就是對(duì)稱)fir脈沖響應(yīng)假定如下:
這些系數(shù)可以直接編碼成4位分?jǐn)?shù)。注意:通常僅僅實(shí)現(xiàn)正csd系數(shù)時(shí)會(huì)更有效,因?yàn)檎齝sd系數(shù)具有更少的非零項(xiàng),當(dāng)計(jì)算乘積的累加時(shí)可以將系數(shù)的符號(hào)考慮進(jìn)來。
在實(shí)際情況中,firr可以從計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)工具中得到,是以浮點(diǎn)數(shù)形式提供給設(shè)計(jì)者的。建立在浮點(diǎn)數(shù)系數(shù)基礎(chǔ)之上的定點(diǎn)數(shù)fir的實(shí)現(xiàn),需要通過仿真或者代數(shù)分析進(jìn)行確認(rèn),以保證設(shè)計(jì)規(guī)范仍然是令人滿意的。在上述例子中,浮點(diǎn)數(shù)是3.75和1.0,它們都是用定點(diǎn)數(shù)來精確地表示的,所以這種核查就可以跳過。
當(dāng)用定點(diǎn)數(shù)設(shè)計(jì)時(shí)需要提出的另一個(gè)問題就是保護(hù)系統(tǒng)不要?jiǎng)討B(tài)范圍溢出。幸運(yùn)的是,第l階fir的動(dòng)態(tài)范圍級(jí)數(shù)g的最壞情況可以很容易地計(jì)算出來,就是:
總位寬就是輸入位寬與級(jí)數(shù)g的位寬之和。對(duì)于上面中的濾波器g=1092(9.5)<4,這說明系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)寄存器需要至少比輸入數(shù)據(jù)多4個(gè)以上的整數(shù)位以保證不溢出。如果采用的是8位內(nèi)部運(yùn)算,輸入數(shù)據(jù)就應(yīng)該限制在±128/9.5=±13之內(nèi)。
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