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基于神经网络的稀疏二维FIR滤波器设计
1
作者 李怡 赵加祥 徐微 《计算机工程与设计》 北大核心 2025年第7期1841-1847,共7页
针对高性能二维线性相位有限脉冲响应(finite impulse response,FIR)滤波器设计,随着阶数增加导致计算和存储压力过大的问题,提出一种稀疏二维FIR滤波器设计的迭代方法。稀疏二维FIR滤波器设计问题被转化为神经网络的李雅普诺夫能量函... 针对高性能二维线性相位有限脉冲响应(finite impulse response,FIR)滤波器设计,随着阶数增加导致计算和存储压力过大的问题,提出一种稀疏二维FIR滤波器设计的迭代方法。稀疏二维FIR滤波器设计问题被转化为神经网络的李雅普诺夫能量函数最小化问题。在每次迭代中,利用加权Frobenius范数的正交匹配追踪(orthogonal matching pursuit,OMP)算法寻找滤波器中非零系数的位置,使用Hopfield神经网络计算非零系数。仿真结果表明,该方法能够有效增加二维FIR滤波器的稀疏度,稀疏效果优于已有的稀疏滤波器设计算法。 展开更多
关键词 霍普菲尔德神经网络 稀疏滤波器 线性相位 二维有限脉冲响应滤波器 弗罗贝尼乌斯范数 正交匹配追踪 迭代算法
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基于FIR-Stacking的刀具磨损预测 被引量:1
2
作者 李备备 陈春晓 +1 位作者 郑飂默 张强 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2024年第4期87-91,共5页
针对铣刀加工工件时传感器信号存在噪声、单一传统机器学习模型预测效果不理想的问题,提出一种基于自适应FIR滤波器和Stacking集成模型的刀具磨损预测方法。首先,采用自适应FIR滤波器去噪,计算时域、频域和时频域常用统计量作为信号特征... 针对铣刀加工工件时传感器信号存在噪声、单一传统机器学习模型预测效果不理想的问题,提出一种基于自适应FIR滤波器和Stacking集成模型的刀具磨损预测方法。首先,采用自适应FIR滤波器去噪,计算时域、频域和时频域常用统计量作为信号特征,并对同一信号的多源信号特征进行拼接,经Pearson相关系数筛选保留相关系数大于0.2的特征;最后,以LightGBM、支持向量回归(support vector regression,SVR)、多层感知机(multilayer perceptron,MLP)作为基模型,Lasso作为元模型,构建Stacking集成模型进行刀具磨损预测。使用铣削加工数据集进行验证,结果表明该方法可有效提高预测准确性。 展开更多
关键词 刀具磨损预测 fir滤波器 Stacking集成模型 机器学习
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带FIR滤波的非线性滑动平均动态软测量模型 被引量:1
3
作者 孙文心 马君霞 熊伟丽 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期609-618,共10页
非线性滑动平均(NMA)模型能有效描述工业过程的动态特性,是一种典型的动态软测量模型.而受限于模型复杂度,NMA模型的输入时序边界相对较窄,难以适应带有大滞后或强测量噪声的动态工业过程.针对该问题,本文将NMA模型与结构简单、输入时... 非线性滑动平均(NMA)模型能有效描述工业过程的动态特性,是一种典型的动态软测量模型.而受限于模型复杂度,NMA模型的输入时序边界相对较窄,难以适应带有大滞后或强测量噪声的动态工业过程.针对该问题,本文将NMA模型与结构简单、输入时序边界宽的FIR滤波器相结合,构造一种非线性、强抗干扰的软测量建模策略.并设计层白化结构来避免二者间的参数耦合现象,采用Adam算法进行同步优化,提高模型的预测精度及训练效率.最后,利用数值仿真和硫回收过程建模实验,验证所提模型的预测精度以及模型设计的合理性. 展开更多
关键词 动态软测量 NMA模型 fir滤波 参数解耦
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高效2^n并行快速FIR算法及其实现方法 被引量:1
4
作者 胡剑浩 曾维棋 +1 位作者 费超 陈杰男 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期182-186,共5页
快速有限脉冲响应(FIR)算法(FFA)突破了传统并行FIR滤波器复杂度随并行度线性增加的局限性,效率大幅提高。然而目前缺少对高并行FFA通用算法和实现架构的研究。该文提出了高效2^n并行FFA,并给出了其通用算法形式与实现架构;同时讨论了... 快速有限脉冲响应(FIR)算法(FFA)突破了传统并行FIR滤波器复杂度随并行度线性增加的局限性,效率大幅提高。然而目前缺少对高并行FFA通用算法和实现架构的研究。该文提出了高效2^n并行FFA,并给出了其通用算法形式与实现架构;同时讨论了对于非2^n并行FFA的实现架构。通过算法分析和硬件效率评估,本文算法及其实现架构在相同的并行度和性能条件下,比传统并行算法有显著改善,且随着并行度的增加,这种优势更加明显。该算法在高并行FIR滤波器的应用中有很大优势。 展开更多
关键词 2^n并行 快速fir算法 fir滤波器 硬件效率
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基于雷米兹交换算法设计线性相位对数FIR滤波器
5
作者 侯志荣 吕振肃 《电讯技术》 北大核心 2003年第2期66-69,共4页
根据线性相位对数FIR滤波器幅度响应与线性相位FIR滤波器幅度响应的关系 ,将线性相位对数滤波器设计转换为线性相位FIR滤波器设计。该方法直接采用雷米兹交换算法即可获得线性相位对数滤波器通带和阻带的等纹波特性。另外 ,该方法既可... 根据线性相位对数FIR滤波器幅度响应与线性相位FIR滤波器幅度响应的关系 ,将线性相位对数滤波器设计转换为线性相位FIR滤波器设计。该方法直接采用雷米兹交换算法即可获得线性相位对数滤波器通带和阻带的等纹波特性。另外 ,该方法既可基于频域均匀采样也可基于频域非均匀采样 。 展开更多
关键词 对数fir滤波器 线性相位 雷米兹交换算法 fir滤波器 对数幅度
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粒子群优化算法在FIR数字滤波器设计中的应用 被引量:37
6
作者 李辉 张安 +1 位作者 赵敏 徐琦 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第7期1338-1341,共4页
本文针对有限脉冲响应(FIR)数字滤波器的设计实质上是一个多参数优化问题,提出了一种用粒子群优化算法(PSO)设计FIR数字滤波器的方法.首先将滤波器的设计问题转化为滤波器参数的优化问题,然后利用粒子群优化算法对整个参数空间进行高效... 本文针对有限脉冲响应(FIR)数字滤波器的设计实质上是一个多参数优化问题,提出了一种用粒子群优化算法(PSO)设计FIR数字滤波器的方法.首先将滤波器的设计问题转化为滤波器参数的优化问题,然后利用粒子群优化算法对整个参数空间进行高效并行搜索以获得参数的最优化.FIR数字低通、带通滤波器设计实例证明了该方法的有效性和优越性. 展开更多
关键词 粒子群优化算法 fir数字滤欺络 滤波器设计
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基于最优FIR滤波器与层次聚类的配电网单相接地故障选线方法 被引量:35
7
作者 李雅洁 孟晓丽 +1 位作者 宋晓辉 史常凯 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2015年第1期143-149,共7页
由于故障特征不明显、噪声干扰、配电网不平衡运行状况影响等问题,现有小电流接地系统单相接地故障选线方法在可靠性与普适性方面仍存在不足。提出一种小电流接地系统单相接地故障选线方法,该方法依据故障暂态量的频率特性,通过最优FIR... 由于故障特征不明显、噪声干扰、配电网不平衡运行状况影响等问题,现有小电流接地系统单相接地故障选线方法在可靠性与普适性方面仍存在不足。提出一种小电流接地系统单相接地故障选线方法,该方法依据故障暂态量的频率特性,通过最优FIR滤波器滤除干扰因素,提取有效故障特征,并利用层次聚类法,基于滤波后波形,检出变化趋势不同于其他线路的单根馈线,即为故障线路。仿真实验表明,较之于常用的小波算法,该方法避免了对数据的大量逐层分解,在各种故障状况下均可可靠检出故障线路,且降低了采样频率需求,节约系统资源,易于工程实现。 展开更多
关键词 小电流接地系统 单相接地故障 故障选线 最优fir滤波器 层次聚类
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基于FIR优化滤波的旋转高频信号注入法及其应用 被引量:18
8
作者 许波 朱熀秋 +2 位作者 姬伟 潘伟 孙晓东 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期588-595,共8页
针对传统旋转高频信号注入法中信号处理精度低、延时时间长及过程复杂等缺陷,提出一种基于有限冲激响应(finiteimpulse response,FIR)优化滤波的改进旋转高频信号注入法。该方法采用等纹波最佳逼近FIR滤波器提取高频电流信号,实现高频... 针对传统旋转高频信号注入法中信号处理精度低、延时时间长及过程复杂等缺陷,提出一种基于有限冲激响应(finiteimpulse response,FIR)优化滤波的改进旋转高频信号注入法。该方法采用等纹波最佳逼近FIR滤波器提取高频电流信号,实现高频电流信号提取误差最小。通过对高频电流作外差处理,提取转子位置误差信号,省去旋转高频信号注入法中的同步轴系滤波单元,降低系统的复杂性。通过线性相位补偿,实现转子速度与位置估计最小延迟。构建无轴承永磁同步电机无速度传感器矢量控制平台,验证算法的有效性。仿真实验结果表明:通过离线优化设计FIR滤波器及线性相位补偿,该方法在全速范围内能够准确估计转子的位置与速度,与卡尔曼滤波相比,其估计精度更高,鲁棒性更强。 展开更多
关键词 旋转高频信号注入 等纹波最佳逼近fir滤波 内置式无轴承永磁同步电机 无速度传感器控制
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实现动态相量测量的FIR数字滤波器最优设计 被引量:20
9
作者 汪芙平 靳夏宁 王赞基 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第15期2388-2395,共8页
为实现动态和暂态条件下同步相量的精确测量,提出基于一组线性相位有限冲激响应数字滤波的动态相量测量算法,系统阐述了算法的理论基础和设计方法。动态相量表示成一组基函数的加权和,由基函数优化选取和权重最小二乘估计实现测量滤波... 为实现动态和暂态条件下同步相量的精确测量,提出基于一组线性相位有限冲激响应数字滤波的动态相量测量算法,系统阐述了算法的理论基础和设计方法。动态相量表示成一组基函数的加权和,由基函数优化选取和权重最小二乘估计实现测量滤波器的最优设计。通过将干扰分量加入优化目标产生陷波效果,实现对任意指定频率的谐波和间谐波,以及故障条件下衰减直流分量的有效抑制。测量滤波器的频响分析和相量测量的误差检验结果表明算法具有很高精度和良好适应性,特别适合于工程应用。 展开更多
关键词 同步相量测量 动态相量 fir滤波器 陷波器 最小二乘法
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基于FPGA的FIR滤波器在超声导波接收系统中信号降噪的应用 被引量:13
10
作者 何存富 王森 +2 位作者 吴强 刘增华 吴斌 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期658-664,共7页
在超声导波接收系统中,为了抑制采集信号中的噪声,在超声导波接收系统信号采集端,设计基于FPGA的FIR数字滤波器对信号进行滤波处理.介绍FIR滤波器的数学原理,讨论了在FPGA中实现并行结构FIR滤波器的方法.利用MATLAB设计FIR滤波器,并在F... 在超声导波接收系统中,为了抑制采集信号中的噪声,在超声导波接收系统信号采集端,设计基于FPGA的FIR数字滤波器对信号进行滤波处理.介绍FIR滤波器的数学原理,讨论了在FPGA中实现并行结构FIR滤波器的方法.利用MATLAB设计FIR滤波器,并在FPGA中利用Verilog编程实现该滤波器.在Model Sim中进行仿真,能够达到滤波要求.结果表明:在开发的系统中对设计的FIR滤波器进行实际超声导波信号测试,能够实现良好的滤波. 展开更多
关键词 超声导波 fir滤波器 FPGA 降噪 缺陷
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胚胎型在线自修复FIR滤波器研究 被引量:12
11
作者 王南天 钱彦岭 +2 位作者 李岳 卓清琪 李廷鹏 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期1385-1391,共7页
胚胎电子阵列是受多细胞生物体自修复机制启发,具有在线自修复能力的新型电路。在介绍胚胎电子阵列基本原理的基础上,根据FIR(finite impulse response)滤波器的结构特征,提出一种适用于FIR滤波器的胚胎电子阵列细胞结构,并基于该细胞... 胚胎电子阵列是受多细胞生物体自修复机制启发,具有在线自修复能力的新型电路。在介绍胚胎电子阵列基本原理的基础上,根据FIR(finite impulse response)滤波器的结构特征,提出一种适用于FIR滤波器的胚胎电子阵列细胞结构,并基于该细胞结构设计了具有快速在线自修复能力的胚胎型FIR滤波器。最后通过实例验证了其滤波功能与在线自修复能力。 展开更多
关键词 胚胎型仿生 fir滤波器 在线自修复
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一种在FPGA上实现FIR数字滤波器的资源优化算法 被引量:10
12
作者 李莹 路卫军 +1 位作者 于敦山 张兴 《北京大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期222-226,共5页
针对原有在FPGA上实现高速FIR滤波器的移位加算法,进一步分析了算子调度的具体过程,讨论了在不同情况下该算法所能达到的最省资源的算子调度方案,并提出了优化的具体规则。在Xilinx spartan3系列FPGA上的实现结果表明,对于16阶固定系数... 针对原有在FPGA上实现高速FIR滤波器的移位加算法,进一步分析了算子调度的具体过程,讨论了在不同情况下该算法所能达到的最省资源的算子调度方案,并提出了优化的具体规则。在Xilinx spartan3系列FPGA上的实现结果表明,对于16阶固定系数FIR滤波器,相比于原有的移位加算法以及Xilinx CoregenTM生成的同等规模的分布式算法滤波器,采用优化算法后的FIR滤波器可节省资源分别达11.7%和29.7%。 展开更多
关键词 fir滤波器 移位加 算子调度 FPGA
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用复系数数字FIR滤波器实现超宽带正交解调接收系统的幅相误差校正 被引量:9
13
作者 陆必应 周智敏 +1 位作者 宋千 梁甸农 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第9期59-61,共3页
本文首先对影响正交解调结构超宽带接收系统性能的幅相误差作了简要分析 ,随后提出了用复系数FIR滤波器实现整个系统幅相误差校正的方案 ,并推导出一种设计幅相校正FIR滤波器的算法 ,最后给出了一个用此方案实现超宽带系统幅相误差校正... 本文首先对影响正交解调结构超宽带接收系统性能的幅相误差作了简要分析 ,随后提出了用复系数FIR滤波器实现整个系统幅相误差校正的方案 ,并推导出一种设计幅相校正FIR滤波器的算法 ,最后给出了一个用此方案实现超宽带系统幅相误差校正的实例 . 展开更多
关键词 超宽带 幅相校正 数字fir滤波器 解调接收系统
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基于自适应量子粒子群算法的FIR滤波器设计 被引量:15
14
作者 方伟 孙俊 须文波 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2008年第7期1378-1381,共4页
针对量子粒子群优化(quantum-behaved particle swarm optimization,QPSO)算法的参数控制方式,提出了一种自适应调节方法,该方法根据粒子之间的位置关系来设定参数值,给出了具体的设计思想与实现步骤。然后针对有限脉冲响应(finite impu... 针对量子粒子群优化(quantum-behaved particle swarm optimization,QPSO)算法的参数控制方式,提出了一种自适应调节方法,该方法根据粒子之间的位置关系来设定参数值,给出了具体的设计思想与实现步骤。然后针对有限脉冲响应(finite impulse response,FIR)数字滤波器的优化设计实质,即多参数优化问题,通过适当的编码方式将改进的QPSO算法(adaptive QPSO,AQPSO)应用在其优化设计中,设计了低通和带通FIR数字滤波器。实验结果表明,AQPSO在收敛速度、鲁棒性及优化效果等方面都优于遗传算法(genetic algorithm,GA)、PSO算法及QPSO算法,说明了AQPSO算法的有效性和可行性。 展开更多
关键词 滤波器设计 fir数字滤波器 粒子群优化算法 优化设计
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基于FIR数字滤波器随机振动信号频时域转换方法 被引量:6
15
作者 王晓燕 李杰 +2 位作者 董玉才 张玲 易良海 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期685-688,共4页
基于有限长单位冲激响应数字滤波器,根据指定ESA功率谱密度函数特征,设计了FIR数字滤波器,并通过控制其参数,获得了满足预定条件和要求的滤波器幅相特性.利用白噪声序列作为滤波器输入端,生成了符合要求的随机振动时域信号.同时还采用基... 基于有限长单位冲激响应数字滤波器,根据指定ESA功率谱密度函数特征,设计了FIR数字滤波器,并通过控制其参数,获得了满足预定条件和要求的滤波器幅相特性.利用白噪声序列作为滤波器输入端,生成了符合要求的随机振动时域信号.同时还采用基于AR自回归模型参数方法对获得的随机振动时域信号进行功率谱估计与验证.结果表明:功率谱精度及两功率谱曲线间的误差完全在允许范围内,采用该方法获得的随机振动时域信号完全满足仿真与试验测试对信号幅频特性和功率的要求. 展开更多
关键词 fir数字滤波器 时域信号 AR模型 随机振动
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基于Matlab和FPGA的FIR数字滤波器设计及实现 被引量:22
16
作者 孙耀奇 高火涛 +1 位作者 熊超 饶坤 《现代电子技术》 2008年第11期89-92,共4页
基于FIR数字滤波器的原理和层次化、模块化设计思想,结合Altera公司的Cyclone II系列FPGA芯片,提出了FIR数字滤波器的实现硬件方案,给出了采用Matlab、QuartusⅡ设计及实现32阶低通FIR滤波器的方法步骤,仿真及实际测试结果验证了设计方... 基于FIR数字滤波器的原理和层次化、模块化设计思想,结合Altera公司的Cyclone II系列FPGA芯片,提出了FIR数字滤波器的实现硬件方案,给出了采用Matlab、QuartusⅡ设计及实现32阶低通FIR滤波器的方法步骤,仿真及实际测试结果验证了设计方案的正确性,与传统的数字滤波器相比,本文设计的FIR数字滤波器具有更好的实时性、灵活性和实用性。 展开更多
关键词 fir数字滤波器 FPGA VERILOG HDL MATLAB
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FIR低通差分器的设计及其在航空重力测量中的应用 被引量:33
17
作者 孙中苗 夏哲仁 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2000年第6期850-855,共6页
根据契比雪夫逼近理论 ,设计了适用于航空重力测量应用的有限冲激响应 (FIR)低通差分器 ,利用模拟模型对滤波器的性能进行了验证 .基于静态GPS试验数据和某地区机载动态GPS摄影定位的实测数据 ,应用FIR低通差分器计算了载体的垂直加速... 根据契比雪夫逼近理论 ,设计了适用于航空重力测量应用的有限冲激响应 (FIR)低通差分器 ,利用模拟模型对滤波器的性能进行了验证 .基于静态GPS试验数据和某地区机载动态GPS摄影定位的实测数据 ,应用FIR低通差分器计算了载体的垂直加速度 ,计算结果表明 ,当滤波时间间隔为 1 0 0s时 ,垂直加速度的确定精度可达± 1— 2mGal. 展开更多
关键词 航空重力测量 fir低通差分器 GPS 有限冲激响应
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基于窗函数法的非选频型FIR数字滤波器优化设计 被引量:7
18
作者 田新广 高立志 +1 位作者 孙春来 张尔扬 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2008年第2期228-232,共5页
提出一种基于窗函数法设计FIR数字滤波器的优化算法。与传统的通过调整窗函数或滤波器阶数来改善设计指标的方法相比,该算法在迭代运算中利用已知的误差信息通过窗函数法不断对设计结果进行修正,从而在滤波器阶数不变的情况下使所设计... 提出一种基于窗函数法设计FIR数字滤波器的优化算法。与传统的通过调整窗函数或滤波器阶数来改善设计指标的方法相比,该算法在迭代运算中利用已知的误差信息通过窗函数法不断对设计结果进行修正,从而在滤波器阶数不变的情况下使所设计滤波器的频率响应逐渐逼近理想频率响应。由于算法中的逼近误差可灵活定义,它能够适用于具有不同频域技术指标要求的非选频型FIR数字滤波器的优化设计。设计结果表明该算法具有明显的优化效果。 展开更多
关键词 fir数字滤波器 窗函数法 频率响应 逼近误差
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FIR滤波器的FPGA实现方法 被引量:14
19
作者 徐远泽 戴立新 +2 位作者 高晓蓉 王黎 郭建强 《现代电子技术》 2010年第22期64-67,70,共5页
为了给实际应用中选择合适FIR滤波器的FPGA实现结构提供参考,首先从FIR数字滤波器的基本原理出发,分析了FIR滤波器的结构特点,然后分别介绍了基于FPGA的FIR滤波器的串行、并行、转置型、FFT型和分布式结构型的实现方法,对于各种实现的... 为了给实际应用中选择合适FIR滤波器的FPGA实现结构提供参考,首先从FIR数字滤波器的基本原理出发,分析了FIR滤波器的结构特点,然后分别介绍了基于FPGA的FIR滤波器的串行、并行、转置型、FFT型和分布式结构型的实现方法,对于各种实现的结构做了分析、比较以及优化处理,特别是对基于FFT的FIR滤波器与传统卷积结构进行了精确的数值计算比较,最后得出满足于低阶或高阶的各种FIR滤波器实现结构的适用范围及其优缺点,并针对实际工程应用提出了下一步需解决的问题。 展开更多
关键词 fir滤波器 FPGA FFT 分布式算法
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基于FPGA的抗混叠FIR数字滤波器的设计与实现 被引量:9
20
作者 金燕 王明 葛远香 《浙江工业大学学报》 CAS 北大核心 2010年第2期192-196,共5页
提出了基于FPGA的抗混叠FIR数字低通滤波器的设计与实现.利用Matlab和FDATool设计并确定FIR滤波器的系数,通过Altera DSP Builder和Matlab/Simulink完成滤波器模块的设计和仿真,DSP Builder可将设计好的滤波器模块直接转换成在FPGA上实... 提出了基于FPGA的抗混叠FIR数字低通滤波器的设计与实现.利用Matlab和FDATool设计并确定FIR滤波器的系数,通过Altera DSP Builder和Matlab/Simulink完成滤波器模块的设计和仿真,DSP Builder可将设计好的滤波器模块直接转换成在FPGA上实现滤波器所需的VHDL语言,并在Quartus Ⅱ平台上进一步完成该滤波器的仿真和FPGA实现.最后对叠加有混叠频率成分的的电网电压信号进行滤波仿真,结果表明,滤波器符合设计要求.这种利用DSP Builder将Matlab和Quartus Ⅱ设计工具结合起来进行FIR数字滤波器设计的方法简单有效,所生成的滤波器模块可移植性好. 展开更多
关键词 FPGA fir数字滤波器 DSP BUILDER MATLAB 抗混叠
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