FIR陷波滤波器的设计 - 基于FPGA的无线电台通信接口转换模块

3 FIR陷波滤波器的设计

　　窗函数设计法在设计常用FIR数字滤波器中有非常广泛的应用，正确的选择窗函数可以提高所设计的数字滤波器的性能，或者在满足技术指标的条件下，减少FIR数字滤波器的阶数。窗函数设计法主要目标是获得最窄的主瓣宽度和尽可能大的旁瓣衰减。若阻带衰减不高，则滤除不干净，衰减过高，可能将有用信号也一并滤除。据资料可知，矩形窗、汉宁窗的阻带衰减很低，海明窗较好一点，布莱克曼窗应该是最恰当的。

　　图3是加布莱克曼窗后的陷波滤波器，采用Matlab工具产生，横坐标为频率范围，纵坐标为各频率点上的幅度。

　　

 

　　由图3可知，陷波滤波器在频率为2 kHz的地方幅度最低，达-60 dB，其过渡带宽200 Hz，大体上能满足设计的需求。

　　4 Cordic算法实现求模

　　目前实现Cordic算法主要有两种基本的结构：较为简洁的状态机和高速全流水线处理器。在此采用高速全流水线处理器。在流水线结构中，各阶段数据处理不影响后面数据的输入，在每个时钟周期到来是将各阶段的数据不断前移，后面的数据不断输入，犹如一个FIFO缓冲期，在每个时钟周期到来时地址不断向前移一位，后来的数据不断的往里输，在各时钟周期不同地址间数据不会相互影响。这就保证了实时系统的数据能不断地流入而不会导致冲突。图4所示为5级迭代快速Cordic流水线结构：

　　如图5所示，采用QuartusⅡ的SignalTap采集的数据，经计算其准确率高达98%以上，能够满足设计的需求。根据图5所示计算mmsource_ exp信号，此信号是指数修正信号，是有符号型，将其转换成十进制数的-2。先计算头二组mmsource_real信号和mmource_imag信号数据。它们也是有符号数，因此将其转化为十进制数，转换结果为{-1，-80;-2，-17;-11，-53;26，-51}，而根据Cordic算法得出的结果从图5中读出，依次为{5 209;1 113;3 517;3 723}。而实际经模修改后得到的标准值分别为{5 120;1 088;5 317;3 648}。