基于FPGA的CIC滤波器的设计与实现

介绍了积分级联梳状滤波器的设计和实现,并运用Verilog语言在FPGA上进行了仿真,给出了仿真结论,实验结果表明CIC滤波器结构简单,该方案切实有效和可行.     

一种基于宽带信号的抽取滤波器设计

级联积分梳状(CIC)滤波器结构简单,所耗逻辑资源少,广泛用于高速抽取和插值操作,但处理宽带信号的幅频响应不理想,难以满足抗混叠性能。通过分析传统CIC滤波器结构和功率谱密度,改进型滤波器利用锐化级联积分梳状(SCIC)技术提高阻带衰减并加入内插二阶多项式(ISOP)补偿器降低带内容差,同时讨论了现场可编程门阵列(FPGA)实现的硬件结构和寄存器位宽。仿真验证了改进型滤波器具有更好的通、阻带特性。     

基于FPGA的CIC滤波器实现

CIC滤波器已经被证明是在高速抽取和插值系统中非常有效的单元.针对软件无线电中的多速率信号处理,结合二进制补码表示法,介绍了积分梳状滤波器的基本组成原理,以及决定滤波器性能的参数选择.最后给出了基于FPGA的具体实现方法及仿真结果.     

改进的高性能CIC抗混叠滤波器

这里对一种旋转锐化级联积分梳状滤波器(RSCIC,Rotated Sharpening Cascaded Integrator Comb Filter)进行了研究,RSCIC由锐化级联积分梳状滤波器(SCIC,Sharpening Cascaded Integrator CombFilter)和旋转内插滤波器(Rotated Sinc Filter)两部分构成。RSCIC可有效地提高传统积分梳状滤波器(CIC,Cascaded Integrator Comb Filter)的通带和阻带传输性能,特别适合采样率转化。仿真表明,在同等条件下,RSCIC滤波器的阻带衰减性能比传统的CIC滤波器提高了22 dB,通带抗衰减性能比传统的CIC滤波器提高了0.5 dB。     

以ⅡR滤波器作补偿的CIC滤波器设计

为解决积分梳状(CIC)滤波器通带失真大和阻带衰减小对其应用的限制,在分析传统CIC滤波器幅频特性的基础上,给出一种用二阶ⅡR滤波器作为补偿滤波器级联CIC滤波器的改进方法。仿真结果表明,它与同级数规模的内插二阶多项式CIC滤波器、锐化CIC滤波器(SCIC)相比,通带和阻带的性能得到较大改善,实现复杂度较低。因此,它适用于对通带、阻带性能和实现复杂度要求较高的多采样率转换系统。     

CIC滤波器性能分析及FPFA实现

积分梳状(CIC)滤波器是一种广泛应应用于数字下变频中的高效数字滤波器,文章对其性能和实现方法进行了详细研究.首先对单级CIC滤波器和多级CIC滤波器进行算法分析,以确定各参数对系统性能的影响.然后,建立相应的MATLAB仿真模型并将其中的数据类型转换为二进制补码数制,得NCIC输出数据作为理论值;同时采用VHDL硬件描述语言实现多级CIC滤波器并进行数据流测试,输出数值与MATLAB仿真结果一致,达到了预期的设计要求.     

类梳状补偿滤波器设计与仿真

积分梳状（CIC：cascaded integrator comb）滤波器由于具有运算速度较快,占用资源少等优点,而被广泛应用于多信号抗混叠系统中.针对传统CIC滤波器因简单级联而带来的通带失真增大和阻带衰减减小的缺陷,本文基于CIC滤波器的传递函数以及频谱特性分析,提出了一种类梳状补偿滤波器（SCC_CIC：similar to comb compensation CIC）的设计方案,根据实际需要调整参数和来满足设计要求.同时,利用多相分解技术重构滤波器结构,提升了整个系统的运行效率,且实现复杂度较低.通过MATLAB仿真实验及分析,相比N=2的同级联数的传统CIC滤波器、ISOP_CIC （interpolated second-order polynomials CIC）和SCIC （sharpening to cascaded integrator-comb）滤波器,SCC_CIC滤波器在f_s处的阻带衰减分别增加近了80dB、60dB和70dB,在f_c处分别补偿通带失真97.3%、90.1%和-2%,整个滤波器的运算量减小到1/D,滤波器的精确度基本保持一致,使得SCC_CIC能够较好地应用在抗混叠滤波系统中.     

基于16 bit Sigma-Delta模数转换器的数字滤波器设计

介绍了基于64倍过采样sigma-delta模数转换器的多级抽取滤波器设计.通过采用低功耗的多相分解梳状滤波器结构来代替传统的CIC滤波器结构,使得梳状滤波器部分的功耗降低近5倍.通过对滤波器电路结构的优化,可节省35%的芯片面积占用量.经过仿真及FPGA验证,该滤波器的信噪比达到99 dB,可以实现16位精度模数转换器的设计要求.     

积分梳状滤波器的FPGA实现

为了解决软件无线电通信系统中频采样之后的极大数据量在基带处理部分对DSP计算的压力,常采用多速率处理技术。多速率处理过程中需要使用积分梳状滤波器、半带滤波器和高阶FIR滤波器。在分析了积分梳状滤波器的结构和特性的基础上,阐述了多级CIC滤波器一种高效的FPGA实现方法,该方法的正确性和可行性通过QuartusⅡ的时序仿真分析得以验证,实际中可以推广应用。     

高速∑-ΔDAC中插值滤波器的设计

基于ISO/IEC18000-6C协议设计了一种最高工作频率为48 MHz可用于UHF RFID系统的∑-ΔDAC的插值滤波器。该滤波器采用级联补偿滤波器、半带滤波器和级联积分梳状(CIC)滤波器的系统结构以降低设计复杂度。基于正则符号编码(CSD)技术将前两级滤波器中的乘法运算转化为移位相加以降低功耗和面积。同时,对CIC滤波器进行结构优化,进一步降低功耗。整个设计在MATLAB下完成系统仿真,并经过代码仿真、逻辑综合、布局布线等一系列数字流程。整个滤波器用标准0.18μm CMOS工艺实现,核心芯片面积小于0.52 mm2功耗约为5 mW。经仿真验证,满足性能要求。     

级联COSINE滤波器在抽取滤波中的研究

为了解决高速抽取滤波器系统中传统CIC滤波器旁瓣抑制不够的问题,通过对级联COSINE抽取滤波器和传统CIC抽取滤波器的原理推导进行对比,分析出级联COSINE滤波器在幅频特性上同CIC滤波器具有很大相似之处,且在满足高速抽取滤波器的情况下,同时具备很好的低通特性和硬件实现性。通过MATLAB仿真实验得到,级联COSINE滤波器在进行32倍整数抽取时,第一旁瓣衰减约是传统CIC滤波器的2倍,进而说明相对于传统CIC滤波器,级联COSINE滤波器具有更好的旁瓣抑制性能。     

软件数字下变频技术研究

本文讨论了软件无线电接收机中数字下变频处理的高效算法和结构，其目的是在DSP中用软件完成数字下变频处理，这样可省去专用数字下变频器（DDC）硬件集成电路，并增强中频处理的灵活性，适应性，文中指出将混频、抽取、滤波结合在一起完成将大大减少运算量，并分析了将CIC滤波器与内插的二阶多项式滤波器组合进行有效抽取滤波的设计方案，仿真结果表明该方案有效可行。     

基于多相结构和部分锐化的CIC抽取滤波器

该文将传统的CIC(Cascaded Integrator Comb)滤波器传递函数分解为递归和非递归部分,可独立调整两者的级联因子;对递归部分进行尖锐化处理改善滤波器的通带衰落,利用电路的等价交换性将抽取因子提前使其工作在低采样率;对非递归部分进行多相分解,实现高速滤波。计算机仿真表明:与传统的CIC、锐化CIC滤波器相比,改进的CIC具有好的通阻带特性;并从通带衰落和混叠抑制的角度,分析了递归和非递归部分的级联因子的取值对整个改进的CIC滤波器特性的影响。     

基于DSP的改进粒子滤波算法硬件实现

粒子滤波算法在处理非线性、非高斯系统方面有明显的优势,但较大的运算量限制了其实时性的应用。针对这一问题,文中研究利用DSP处理器高速运算的特点实现粒子滤波算法。文中针对粒子滤波的粒子退化问题给出重采样方法,详细给出了DSP实现粒子滤波算法的流程,对DSP的存储资源进行了优化设计。利用典型模型进行算法实现验证,结果表明：采用DSP实现的粒子滤波算法可对状态参量进行精确处理,验证了DSP用于非线性、非高斯系统的粒子滤波算法实现的有效性。     

Cascade linear phase recursive half-band filters implement the most efficient digital down converter

The digital down converter (DDC) is a fundamental component in modern DSP based receivers. The basic architecture is the DSP implementation of the Edwin Armstrong heterodyne circuit. It is formed by three processes, a quadrature heterodyne, a pair of low-pass filters, and an M-to-1 down sampler. The index M is the ratio of input to output bandwidth of the filtering process. When M is large, the filtering is often performed in two sub-filters: a cascade integrator comb (CIC) filter that performs most of the down sampling followed by a pair of half-band filters that perform spectral correction, some final bandwidth reduction, and the remainder of the down-sampling. The attraction of the CIC filter is that it performs the filtering without multiplies. In this paper we present two alternate filter structures that offer significant computational advantages over the conventional CIC based DDC. These architectures offer the minimum power implementation of a DDC and likely will find great value in battery operated radio receivers.     

基于FPGA的数字下变频（DDC）设计

数字下变频（DDC,Digital Down Conversion）是软件无线电系统的关键技术之一,其可将高频数据流信号变成易于后端数字信号处理器（DSP,Digital Signal Processor）设备实时处理的低频数据流信号。给出了一种基于现场可编程门阵列（FPGA,Field Programmable Gate Array）的数字下变频器的设计方案,并详细介绍了组成的下变频器的各个模块：数字振荡控制器（NCO,Numerical Controlled Oscillator）模块、混频模块、以及由积分梳妆（CIC,Cascaded Integrator-Comb）滤波器、半带（HB,Half-Band）滤波器、有限长单位冲激响应（FIR,Finite Impulse Response）滤波器级联而成的抽取滤波模块的设计方法。各个模块的仿真结果表明了设计的正确性,而最后系统仿真结果则表明文中数字下变频技术的设计具有其可行性和实用性。     

A new DSP-oriented algorithm for calculation of the square rootusing a nonlinear digital filter

A high-speed algorithm for calculating the square root is proposed. This algorithm, which can be regarded as calculation of the step response of a kind of nonlinear IIR filter, requires no divisions. Therefore, it is suitable for a VLSI digital signal processor (DSP) which has a high-speed hardware multiplier but does not usually have a high-speed hardware divider. The convergence properties of the algorithm are analyzed and used to develop a practical implementation of the procedure. It is implemented on the commercially available DSP (TM320C25) and is compared with the Newton-Raphson method. The proposed algorithm has two advantages over the Newton-Raphson method: higher execution speed and smaller calculation error     

一种基于CIC滤波器的有效锐化方法研究

介绍了对积分梳状滤波器（CIC滤波器）的有效锐化。所提出的锐化滤波器的结构由两个主要部分组成：一个梳状滤波器的级联部分和一个锐化滤波器部分。所提出的方案使得滤波器中锐化部分的工作速率比输入速率大为降低，其频谱响应特性比传统的也有所改进。通过MATLAB仿真，可看出改进锐化后的滤波器性能更优。