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。     

高性能CIC抽取滤波器研究与设计

针对采样率变换系统中CIC抽取滤波器存在通带失真较大和阻带衰减较小的问题,提出一种高性能CIC抽取滤波器的设计方法,该方法采用补偿滤波器技术和非递归并行结构.仿真结果表明,通带失真与阻带衰减特性明显优于传统的CIC,CIC-Cosine,ISOP-CIC等滤波器.因此,适用于对幅频特性要求较高的采样率变换系统.     

一种类正余弦CIC滤波器

传统CIC滤波器由于其实现不需要乘法器和存储器,因此已在各种变采样率系统中得到了广泛的应用。但是传统CIC滤波器的通带失真较大,阻带衰减较小,而且其积分器工作在高采样率端,这很大程度限制了它在对性能要求较高的变采样率系统中的应用。而后来提出的各种CIC滤波器,如锐化CIC滤波器、ISOP-CIC滤波器和CIC-Cosine滤波器等,或者只改善通带特性,或者只改善阻带特性,或者积分器运行在高采样率端。本文在分析对比了传统的CIC滤波器、锐化CIC滤波器、ISOP-CIC滤波器和CIC-Cosine滤波器的频率特性的基础上,引入一种类余弦预滤波器和一种类正弦预滤波器,再加上多级级联的传统CIC滤波器,构成一种多级结构的类正余弦CIC滤波器。所引入的类正弦预滤波器和类余弦预滤波器分别用于减小CIC滤波器的通带失真和增大其阻带衰减。仿真结果表明,所提出的类正余弦CIC滤波器比传统的CIC滤波器、ISOP-CIC滤波器、CIC-Cosine滤波器都具有更小的通带失真和更大的阻带衰减。同时所引入的两级预滤波器工作在低采样率端,并且通过使用多相分解技术同样可使多级级联的CIC滤波器工作于低采样率端。      

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.     

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。     

Lagrange半带滤波器在数字抽取滤波器中的应用

高阶CIC滤波器的补偿滤波器通带内波纹较大,且幅值增长很快,会引起补偿后的CIC滤波器通带不平坦和阻带放大,影响了它的性能的提高.实际中往往只采用低阶的CIC滤波器,并且放在整个数字抽取滤波器的前端.反之,Lagrange半带滤波器的通带较平坦,而且在混叠带内衰减很大.由于通带较平坦,因此可以不用对其进行补偿,从而高阶的Lagrange半带滤波器可以被使用,这样它在混叠带内的衰减比补偿后的CIC滤波器要大的多.Lagrange半带滤波器的抽头都是以2为底的分数,硬件实现较简单.实验说明使用4阶的CIC加8阶Lagrange半带加FIR滤波器的方式,滤波后的噪声功率比传统的4阶的CIC加FIR滤波器的方式要小,并且其功耗也较小.     

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。     

IIR数字滤波器的Matlab和FPGA实现

提出一种通过两个二阶节级联构成四阶IIR数字椭圆滤波器的设计方法,并利用Matlab仿真软件设计了通带内波纹不大于0.1 dB,阻带衰减不小于42 dB的IIR数字滤波器。论述了一种采用可编程逻辑器件,通过VHDL硬件描述语言实现该滤波器的方法。给出了在QuartusⅡ软件下的仿真结果,并在FPGA器件上验证实现。实验证明,这种方法是切实可行的。     

基于双二阶的低功耗椭圆带通滤波器设计

为解决椭圆滤波器通带纹波较大的问题,设计了一种基于双二阶的椭圆窄带带通滤波器,滤波器由3个双二阶构造的带阻滤波器级联实现,滤波器中心频率11kHz,带宽2kHz,通带纹波不超过1dB,阻带衰减不小于30dB每倍频程。滤波器功耗不超过30mW,满足水下引信接收机长时间工作的要求。     

助听器芯片中的采样率变换数字滤波器设计

分析了助听器芯片中Σ-Δ ADC的降采样滤波器、上采样滤波器的原理及实现技术。优化滤波器结构和滤波器系数,降低了芯片面积。采用可编程配置的滤波器系数,实现通带平坦度与过渡带带宽、采样率之间的动态切换。采用SMIC 130 nm 1P8M CMOS工艺进行了MPW流片验证。结果表明,该滤波器可支持16 kHz、32 kHz采样率,满足不同采样率助听器DSP的需求。级联后滤波器的通带纹波为0.001 dB,阻带衰减达80 dB,群延时之和最大值为3.877 ms,满足助听器信号转换电路的要求。