畢業(yè)論文-數(shù)字濾波器的設(shè)計-資料下載頁

　　

【正文】 系統(tǒng)設(shè)計和制作，該設(shè)計已經(jīng)達到所有預(yù)期的功能需求。采用Matlab仿真軟件對高Q值50hz帶通濾波器進行設(shè)計,確定濾波器的類型及系數(shù)，把直接型轉(zhuǎn)換成級聯(lián)型，并確定二階節(jié)的系數(shù)。把整個設(shè)計方案用VHDL語言進行描述，采用24位乘法器及48位加法器，運算結(jié)果采取直接截取24位的結(jié)尾量化方式。最后在Modelsim上進行仿真。Modelsim仿真結(jié)果matlab的仿真結(jié)果對比說明該設(shè)計準(zhǔn)確性好，可精確到小數(shù)點后六位，穩(wěn)定后誤差小于萬分之一；可移植性強，在實際應(yīng)用中，可根據(jù)不同的階數(shù)、精度和速度等要求對IIR 濾波器進行靈活的修改，以實現(xiàn)任意階數(shù)的IIR 濾波器。另外，應(yīng)用VHDL 編程時還可根據(jù)不同的實際情況作出一定的優(yōu)化，以達到提高速度和節(jié)約FPGA 資源的目的。 設(shè)計心得和體會本次畢業(yè)設(shè)計所涉及到的主要知識是EDA方面的。我將把我本次畢業(yè)設(shè)計的心得和體會簡述如下：(1) 類型尋優(yōu) 確定好所需要設(shè)計的濾波器用途后，首先對其進行性能需求分析，明確該系統(tǒng)應(yīng)該達到的各種性能指標(biāo)，其次，擬定多種濾波器類型，對這些方案采用Matlab進行仿真，進行綜合分析和比較，選擇出最佳的濾波器類型作為本設(shè)計方案，然后，依據(jù)其性能指標(biāo)編寫matlab程序，確定二階節(jié)系數(shù)。(2) 系統(tǒng)思維 必須有系統(tǒng)的設(shè)計思維，把每一個細節(jié)都放到整個系統(tǒng)中考慮，考慮整個系統(tǒng)設(shè)計的可行性、完整性、穩(wěn)定性和功能的實現(xiàn)，這樣才不會局限在細節(jié)上，才能快速的完成性能優(yōu)越的硬件設(shè)計。(3) 把握細節(jié) 系統(tǒng)也是由細節(jié)構(gòu)成的，在把握整個系統(tǒng)思維的基礎(chǔ)上把握每一個細節(jié)，因為每一個細節(jié)都有可能決定整個系統(tǒng)的性能。在寫VHDL代碼時，把每一個變量與過程考慮清楚才可能完成整個程序。(4) 勇于嘗試 系統(tǒng)即使經(jīng)過了非常嚴(yán)格的論證也仍然可能存在問題，或許面對問題一時沒有很好的解決方案，但是有一個或許可行的大膽的想法，不要猶豫，試一試吧。勇于嘗試往往能夠找到更好的解決方法。(5) 保持自信 無論遇到什么困難，我都相信自己一定能夠找到解決的方法，有的時候只要稍微再用一點力、使一點勁，結(jié)果就會不一樣。第6章 結(jié)束語光陰似箭，歲月如梭，短暫而充實的四年大學(xué)生活即將接近尾聲。本文是大學(xué)四年來最后一個學(xué)期的學(xué)習(xí)任務(wù)，伴隨著時間的流逝，論文也到了敲定之際，在此，我想表達一下我的感激之情。首先，感謝高等學(xué)校教育部門制定了本科生畢業(yè)論文(設(shè)計)的重要實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。畢業(yè)論文(設(shè)計)是學(xué)生畢業(yè)前全面素質(zhì)教育的重要實踐訓(xùn)練，其目的是為了培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方式和正確的設(shè)計思想，綜合運用所學(xué)理論、知識和技能分析和解決實際問題的能力。通過本次畢業(yè)設(shè)計，我覺得自己無論在理論知識方面還是在綜合實踐能力方面都得到了很大的提高。其次，向我的導(dǎo)師趙研老師致以誠摯的謝意。趙老師學(xué)識淵博、治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，平易近人，為我營造了一種良好的精神氛圍。在本次本科生畢業(yè)設(shè)計的過程中，趙老師給予了我許許多多的關(guān)懷和幫助。由于我是應(yīng)用物理專業(yè)的學(xué)生，微電子方面的專業(yè)基礎(chǔ)知識不夠全面，經(jīng)常遇到一些問題，趙老師總是耐心的給我講解，還從這個問題延伸開去，讓我領(lǐng)會到更高層次的看待問題的方式。不僅讓我開拓了視野，領(lǐng)會了基本的思考方式，掌握了通用的研究方法，而且還明白了許多待人接物的道理。同時，我要感謝我們學(xué)院給我們授課的各位老師，正是由于他們的傳道、授業(yè)、解惑，讓我學(xué)到了許多知識，并從他們身上學(xué)到了如何求知治學(xué)、如何為人處事。我也要感謝我的母校中南大學(xué)，是她提供了良好的學(xué)習(xí)環(huán)境和生活環(huán)境，讓我的大學(xué)生活豐富多姿，為我的人生留下精彩的一筆。衷心感謝我的室友和應(yīng)物0301班的同學(xué)們，我們一起學(xué)習(xí)、一起研究，共同進步，平日里大家關(guān)于畢業(yè)設(shè)計的討論給了我很多啟發(fā)，我在次深表謝意；另外，盛馳同學(xué)給了我很多無私的幫助和支持，與他的探討交流使我受益頗多。最后，向我的親愛的家人和男友表示深深的謝意，他們給予我的愛、理解、關(guān)心和支持是我不斷前進的動力。愿所有的老師、同學(xué)們、朋友們合家歡樂，一生平安！參考文獻1 [M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2002。 2 、現(xiàn)在與未來[J].，13(4)：48～493 [J].，(02)：1～44 李洪偉，、IIR數(shù)字濾波器的應(yīng)用及比較[J].，(15)：79～80 5 Oppenheim A V,Schafer R signal processing[M].Englewood Cliffs,NJ：PrenticeHall,1975。6 [M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2005。7 [M].重慶：重慶大學(xué)出版社,2002。8 劉正士，王勇，陳恩偉，[J].，17(1)：88～919 葉榆，[J],山西電子技術(shù)，2006.(3)：61～6310 謝子常，[J],福建電腦,2004.(5)：31～3211 A [J],電路與系統(tǒng)學(xué)報,(5)：2～412 丁磊，潘貞存，[J].繼電器. 2003, 31 (9)：49～5113 張亞妮，基于MATLAB的數(shù)字濾波器設(shè)計[J]，遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報 (5)：716～71814 環(huán)境下FIR 濾波器的設(shè)計與仿真[J].，(9)：101～10715 [M].北京：電子工業(yè)出版社，2006。16 [J].,(12)：66～69 17 語音低通數(shù)字濾波器[J].,(4)：12～1618 劉衛(wèi)國，陳昭民，[M].北京：高等教育出版社，2002。19 譚會生，EDA技術(shù)基礎(chǔ)[M]，長沙：湖南大學(xué)出版社，2004.20 賴聯(lián)有，吳偉力，[J].集美大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版) .2006,11(4)：347～35021 張凱，[M].北京：國防工業(yè)出版社,2004。22 徐大鵬，[J].，29 (4) ：1114～1117附 錄附錄一、部分程序源碼：十進制小數(shù)轉(zhuǎn)換為24位二進制補碼的程序function a =to2(x)%x為小于2的十進制小數(shù)；%a為x對應(yīng)的24位二進制補碼if x0 b(0)=0。else b(0)=1。 b(1)=fix(x)。for i=1：1：22 b(i+1)=fix(x*2)。 t=x*2b(i+1)。 x=t。endc=[1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1]if x0 for i=1：1：23 a(i)= xor (b(i) c(i)) endend二進制補碼轉(zhuǎn)換成十進制小數(shù)的程序function y =to10(a)y=0。for i=3：1：24 t=y。y=a(i)*2^(i+2)+t。endif a(1,2)==’11’ y=y。elseif a(1,2)==’10’ y=1y。elseif a(1,2)==’01’ y=y+1。end實現(xiàn)濾波器設(shè)計的vhdl代碼library ieee。use 。use 。use 。use 。entity iir is port(x：in signed(23 downto 0)。 rst,clk：in std_logic。 y：out signed(23 downto 0) )。end entity。architecture iir_arch of iir istype arr1 is array (1 to 2) of signed (23 downto 0)。signal x1,x2,x3,x4,x5,x6：arr1。signal y1,y2,y3,y4,y5,y6：arr1。 signal step：integer range 0 to 6。constant a1：arr1：=(000001011000010011101000,000001000001111110010010) 。constant a2：arr1：=(111110100111101100011000,000001000001111110010010) 。constant a3：arr1：=(000011110010000110011100,000101110001011111100101) 。constant a4：arr1：=(111100001101111001100100,000101110001011111100101) 。constant a5：arr1：=(000100111001010100111100,001001100000110100101101) 。constant a6：arr1：=(111011000110101011000100,001001100000110100101101) 。constant b1：arr1：=(111110100011011000100010,110000110001010111100101) 。constant b2：arr1：=(000001011100100111011110,110000110001010111100101) 。constant b3：arr1：=(111100001111110110110101,110000011110101110001110) 。constant b4：arr1：=(000011110000001001001011,110000011110101110001110) 。constant b5：arr1：=(111011000110110100100010,110000001001101000001010) 。constant b6：arr1：=(000100111001001011011110,110000001001101000001010) 。begin process(rst,clk) variable acc：signed (47 downto 0)。 begin if rst=39。139。 then step=0。 elsif clk39。event and clk=39。139。 then case(step) is when 0= for i in 2 downto 1 loop y1(i)=(others=39。039。)。 y2(i)=(others=39。039。)。 y3(i)=(others=39。039。)。 y4(i)=(others=39。039。)。 y5(i)=(others=39。039。)。 y6(i)=(others=39。039。)。 x1(i)=(others=39。039。)。 x2(i)=(others=39。039。)。 x3(i)=(others=39。039。)。 x4(i)=(others=39。039。)。 x5(i)=(others=39。039。)。 x6(i)=(others=39。039。)。 end loop。 when 1= acc：=x1(1)*a1(1)+x*a1(2)+x1(2)*a1(2)+y1(1)*b1(1)+y1(2)*b1(2)。 y1(2)=y1(1)。 y1(1)=acc(45 downto 22)。 x1(2)=x1(1)。x1(1)=x。 when 2= acc：=x2(1)*a2(1)+y1(1)*a2(2)+x2(2)*a2(2)+y2(1)*b2(1)+y2(2)*b2(2)。 y2(2)=y2(1)。 y2(1)=acc(45 downto 22)。 x2(2)=x2(1)。x2(1)=y1(1)。 when 3= acc：=x3(1)*a3(1)+y2(1)*a3(2)+x3(2)*a3(2)+y3(1)*b3(1)+y3(2)*b3(2)。 y3(2)=y3(1)。 y3(1)=acc(45 downto 22)。 x3(2)=x3(1)。 x3(1)=y2(1)。 when 4= acc：=x4(1)*a4(1)+y3(1)*a4(2)+x4(2)*a4(2)+y4(1)*b4(1)+y4(2)*b4(2)。 y4(2)=y4(1