FIR滤波器

Diabloa

FIR滤波器

下面介绍使用SysGen的FIR和FDATools设计FIR滤波器。

00001. FDATools模块用来定义滤波器的阶数和系数。

00002. FIR模块用于Simulink仿真和在FPGA内通过Vivado实现设计，并且在实际的硬件上运行这个设计来验证其功能。

一、FIR滤波器设计原理

下面是这个单通道、单数据率滤波器的设计指标：

00001. 采样率Fs=1.5MHz;

00002. Fstop1=270kHz;

00003. Fpass1=300kHz;

00004. Fpass2=450kHz;

00005. Fstop2=480kHz;

00006. 在通带双边带的衰减=54dB;

00007. 通带纹波 =1;

该设计使用了两种不同的源来仿真滤波器。

00001. Chrip模块，用来在0~750kHz之间进行扫描；

00002. 随机源生成器，输出均匀分布的随机信号，范围是0~1；因为它的范围有限，所以均匀分布是用来驱动定点滤波器的最好选择。

二、生成FIR滤波器的系数

打开System Generator，打开Simulink,新建一个设计。展开Xilinx Blockset,选择DSP，将FDATools元件添加到设计中。双击FDATools，按照如下配置

选择File,Export,将名字为Num的滤波器系数导入到工作空间。

在Matlab命令窗口输入max(Num)和min(Num)，确定滤波器的最大系数值和最小系数值，这些系数值决定了滤波器系数的宽度和二进制的小数点。

三、构建FIR滤波器模型

   展开Xilinx Blockset，点击DSP，将FIR Compiler 7.2加入到设计。双击打开参数配置。

找到Xilinx Blockset,单击Basic Elements,将Gateway In 加入到设计。它的参数配置：

00001. Output Type : Fixed-point

00002. Number of bits:8

展开Simulink,点击Sources,找到Chirp Signal 加入到设计。双击，参数配置如下：

00001. Initial frequency(Hz):0.1

00002. Target time(secs):100

00003. Frequency at target time(Hz):75000

找到Simulink,展开Sources,将Random Number 加入到设计。双击，按如下参数配置：

00001. Mean:0

00002. Variance:1

00003. Sample time: 1 / 1500000

展开Simulink,找到Signal Routing，将Manual Switch 元件加入到设计。

找到DSP System Toolbox。找到Sinks，将Spectrum Analyzer 加入到设计。

展开Xilinx Blockset，找到 Basic Elements,将System Generator 加入到设计。双击，打开配置对话框，选择Clocking标签页，设置如下：Simulink system period(sec): 1/1500000

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最终系统的连接如下

四、仿真FIR滤波器模型

1、双击Manual Switch 元件符号，将开关切换到Chirp Signal，在工具栏文本框输入100，单击仿真按钮开始仿真。

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