信號(hào)分析系統(tǒng)中的極窄帶濾波器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

本文描述了一種濾波器設(shè)計(jì)方法，稱為內(nèi)插級(jí)聯(lián)FIR 濾波器，可以實(shí)現(xiàn)過渡帶極
窄的陡峭低通濾波器，在寬帶中頻采樣的信號(hào)分析系統(tǒng)中，可以解決分離一個(gè)極窄帶信號(hào)時(shí)的低通濾波器設(shè)計(jì)問題。在采用FPGA 硬件實(shí)現(xiàn)時(shí)，與直接實(shí)現(xiàn)的方法相比，該方法可以節(jié)約75%-80%的乘法器資源，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
關(guān)鍵字： 內(nèi)插 FIR 濾波器 FPGA 寬帶信號(hào)分析系統(tǒng)
寬帶信號(hào)分析系統(tǒng)中，利用高速 A/D 采樣對(duì)寬帶信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化，然后在數(shù)字域中對(duì)
信號(hào)進(jìn)行信道分離和分析等工作。中頻信號(hào)的總的帶寬很寬，從其中分離窄帶信號(hào)是必須解決的問題，為了實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的處理并有足夠的靈活性，一般情況下采用FPGA 實(shí)現(xiàn)數(shù)字濾波器。
如果采用65M 的采樣率對(duì)25M 帶寬內(nèi)的信號(hào)進(jìn)行采樣，此時(shí)如果待分析信號(hào)的帶寬較窄，如250KHz，保護(hù)帶寬為250KHz，此時(shí)的歸一化數(shù)字帶寬為0.03，濾波器的過渡帶寬為0.03，所需要的濾波器的特性極為陡峭，如果直接設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)該濾波器，將需要極高的濾波器階數(shù)，響應(yīng)的在硬件實(shí)現(xiàn)時(shí)，所需乘法器很多，實(shí)現(xiàn)困難或者不可實(shí)現(xiàn)。為了解決這個(gè)問題，本文提出了一種級(jí)聯(lián)FIR 濾波器結(jié)構(gòu)，能夠較好的解決這個(gè)問題。
內(nèi)插級(jí)聯(lián) FIR 濾波器分為兩個(gè)部分，內(nèi)插濾波器和鏡像抑制濾波器，內(nèi)插濾波器的是在
原始濾波器的基礎(chǔ)上，對(duì)濾波器系數(shù)進(jìn)行零值內(nèi)插，形成一個(gè)新的濾波器。