可编程多倍数抽取器设计：CIC与半带滤波器的仿真与FPGA实现

"所示每级积分-加速度信号调理电路设计及仿真" 这篇硕士论文主要探讨了多抽样率数字信号处理及其在FPGA（Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）上的实现，作者是谢晋强，导师是苏涛，来自西安电子科技大学，专业为信号与信息处理。论文的重点是设计和仿真一个2到256倍可编程的多倍数抽取器，以及基于FPGA的实现。 在信号处理中，CIC（Continuous-Time Integrator-Comb）补偿滤波器被用来弥补CIC滤波器在通带内的衰减。CIC滤波器具有简单的结构，主要由积分器和梳状滤波器组成，可通过编程设置抽取倍数为2至64。通过控制部，可以决定数据是否经过半带滤波器或直接旁路，从而实现最大256倍的抽取率。CIC补偿滤波器的设计通常采用Matlab的信号处理工具箱，比如FIR滤波器设计，以获得期望的幅频响应特性。在论文中提到，20阶的CIC补偿滤波器已经足够，其幅频响应显示了良好的补偿效果。 半带滤波器则是一种特殊的低通滤波器，其一半系数为0，具有对称结构。设计时，其通带截止频率设置为0.45，阻带截止频率设置为0.55，以实现67阶滤波器，仅需18个乘法器即可，且能提供至少60dB的阻带衰减。这种设计优化了计算效率，减少了硬件资源的使用。 论文中还提到了FPGA的实现细节。输入信号为16位，每级积分器和梳状部分的输出都未截断，使用46位寄存器，最终输出取高16位。控制信号为8位，其中低6位用于控制积分梳状滤波器和半带滤波器的操作。此外，论文还讨论了多相结构在固定倍数内插器设计中的应用，进一步扩展了多抽样率处理的应用场景。 这篇论文深入研究了多抽样率信号处理的理论，设计了高效的滤波器结构，并在FPGA平台上实现了可编程抽取器，这对于实际的雷达信号处理和其他实时信号处理系统具有重要的实践意义。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，体现了论文的研究核心。