多抽样率信号处理:FPGA实现与滤波器设计
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更新于2024-08-08
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"本文主要探讨了多抽样率数字信号处理技术及其在FPGA(Field-Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)中的实现,重点研究了滤波器设计,包括积分梳状滤波器和半带滤波器,并设计了2-256倍可编程抽取器和固定倍数的内插器。此外,还涉及了一款雷达信号处理机的硬件和FPGA设计。关键词包括多抽样率信号处理、抽取、内插、多相滤波、积分梳状滤波器和半带滤波器。"
在信号处理领域,线性相位滤波器是一种重要的工具,用于信号的整形和滤波。在给定的描述中提到了四种类型的线性相位FIR(Finite Impulse Response,有限冲击响应)滤波器,它们的相位函数和幅度函数有所不同。这些类型的滤波器具有不同的对称性质,例如类型I和II的相位函数关于π的奇偶对称,而类型III和IV则关于0和2π的奇偶对称。滤波器的设计通常依赖于这些特性,以满足特定的频率响应要求。
在FIR滤波器设计中,频率抽样法是一种常见的方法。描述中提到的例子中,选取M为20,导致在通带和阻带内的样本数量不理想,导致阻带衰减不足。为改进这一问题,可以在过渡带内插入额外的样本,如Hrl=0.59和Hr2=0.11,这样可以显著提高阻带衰减,达到60dB以上,并控制通带内的最大纹波。
多抽样率信号处理是信号处理技术的核心部分,它涉及到信号的抽取(downsampling)、内插(upsampling)以及滤波器的设计。在FPGA中实现这些处理,可以实现灵活的信号处理系统,适应各种应用场景。文章作者设计了一个2-256倍的可编程抽取器,使用了积分梳状滤波器和半带滤波器,这些都是多抽样率系统中效率较高的滤波结构。积分梳状滤波器能够实现低通滤波效果,而半带滤波器则特别适用于半带抽取和内插操作。
最后,论文还详细介绍了某型号雷达信号处理机的硬件系统和基于FPGA的设计。FPGA因其可重构性和高速运算能力,常被用于实现复杂信号处理算法,为雷达系统提供实时、高性能的数据处理能力。这展示了多抽样率信号处理技术在实际工程中的应用价值。
2012-08-30 上传
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2021-11-04 上传
2023-04-27 上传
2023-12-30 上传
2023-05-26 上传
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2023-05-25 上传
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史东来
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