張欣 高紅梅 李輝

摘 要：伴隨著知識(shí)科技的快速發(fā)展，我國在電子計(jì)算機(jī)技術(shù)研究領(lǐng)域逐漸走在前列。這對(duì)于如何進(jìn)行社會(huì)主經(jīng)濟(jì)建設(shè)來講意義重大，為了有效促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的快速發(fā)展，當(dāng)前，正在研究一種新的科技，這就是fir的數(shù)字濾波器。針對(duì)fir的數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)研究已經(jīng)成為現(xiàn)階段提出的科技發(fā)展的重要課題。我們通過認(rèn)真分析可以知道基于fir的數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)是一種計(jì)算機(jī)工程技術(shù)。通常我們?cè)谔幚硪恍?shù)字信號(hào)時(shí)，一定要結(jié)合fir的數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)來處理，不可拋開數(shù)字濾波器的分析結(jié)果，因?yàn)榛趂ir的數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)研究是一種重要的應(yīng)用通訊系統(tǒng)。本文結(jié)合實(shí)際，通過研究fir的數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)的過程，筆者認(rèn)為在研究分析fir的數(shù)字濾波器的過程中，主要注重其實(shí)際實(shí)踐效能才是重點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：fir；數(shù)字濾波器；設(shè)計(jì)；研究

1 fir濾波器

fir濾波器即有限長單位沖激相應(yīng)濾波器，又稱為非遞歸型濾波器，是數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)中最基本的元件。在fir濾波器的作用下，可以保證任意幅頻特性的同時(shí)具備嚴(yán)格的現(xiàn)行相頻特性，可見，通常情況下fir濾波器是一個(gè)較為穩(wěn)定的系統(tǒng)。從實(shí)踐來看，fir濾波器在通信、圖像處理等領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛。從數(shù)字濾波器的結(jié)構(gòu)來看，可將其分為無線脈沖響應(yīng)型與有限脈沖響應(yīng)型。其中，后者在設(shè)計(jì)的過程中，可以采用窗函數(shù)方法、頻率采樣法等策略對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)，從相關(guān)的研究資料中來看，這些方法的整合應(yīng)用都令數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)取得了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)步。（圖1）

2 基于fir的數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)研究

通常情況下，基于fir的數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)原理采用的是加窗函數(shù)方法。由于基于fir的數(shù)字濾波器在性能、功耗等方面的優(yōu)勢十分明顯，基于FPGA的信號(hào)處理模塊已廣泛應(yīng)用于各種信號(hào)處理領(lǐng)域。

2.1 基于fir的數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)原理 基于fir的數(shù)字濾波器在設(shè)計(jì)時(shí)，所選擇參數(shù)的幅度是較為明確的，因此，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，需要憑借一個(gè)可實(shí)現(xiàn)的傳輸函數(shù)去調(diào)整整個(gè)設(shè)計(jì)構(gòu)造，這就需要在工程設(shè)計(jì)及應(yīng)用中，多給出相對(duì)的參數(shù)指標(biāo)數(shù)值，以此來保障數(shù)據(jù)計(jì)算的精準(zhǔn)度。另外，由于基于fir的數(shù)字濾波器的沖激響應(yīng)僅僅能夠延續(xù)一陣，時(shí)間較短，在研究的過程中，則通常會(huì)考慮基于fir的數(shù)字濾波器的此項(xiàng)特征來構(gòu)造數(shù)字濾波器的模型。（圖2）

2.2 淺析基于fir的數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)實(shí)例 通過精確的設(shè)計(jì)，有限沖激相應(yīng)濾波器在某一具體的頻率范圍內(nèi)均能夠?yàn)橄到y(tǒng)提供出較為準(zhǔn)確的線性相位。從具體來看，通過設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)以后，構(gòu)建出一個(gè)較為完整的fir數(shù)字濾波器模型，再通過使其逼近既定目標(biāo)，則可以對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)例進(jìn)行性能分析。從整體來看，fir數(shù)字濾波器的基本結(jié)構(gòu)可以表示為下圖的形式：（圖3）

采用窗函數(shù)法來設(shè)計(jì)fir數(shù)字濾波器的應(yīng)用較為常見。從上圖所顯示的fir數(shù)字濾波器基礎(chǔ)框架來看，對(duì)于一個(gè)四階的濾波器子系統(tǒng)的輸出情況可以用公式來表示，即：

在整個(gè)試驗(yàn)過程中，可以利用窗函數(shù)設(shè)計(jì)法，濾波器參數(shù)要求如下：ωp=0.2π，αp=0.25B，ωq=0.3π，αq=50dB

調(diào)用4個(gè)這樣的子系統(tǒng)級(jí)聯(lián)起來構(gòu)成16階的濾波器。其中，濾波器系數(shù)h（0），h（1），…，h（15）由濾波器設(shè)計(jì)工具FDATools生成，系數(shù)與濾波器關(guān)聯(lián)，建立出完整的濾波系統(tǒng)模型。

設(shè)計(jì)FIR濾波器首先要根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)來選擇合理化的濾波器技術(shù)指標(biāo)，按照系統(tǒng)的頻率特性，采取與之對(duì)應(yīng)的策略方法來將其實(shí)現(xiàn)，從這一點(diǎn)來看，實(shí)例中多采用的仍為窗函數(shù)方法來推進(jìn)設(shè)計(jì)。

3 結(jié)束語

通過對(duì)基于fir的數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)原理的研究，進(jìn)一步了解到有關(guān)數(shù)字濾波器的相關(guān)設(shè)計(jì)內(nèi)容，尤其是從具體的基于fir的數(shù)字濾波器的實(shí)際實(shí)例中清楚地看到，采用VisualBasic6.0所設(shè)計(jì)出的fir數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)軟件可以實(shí)現(xiàn)，且突破了以往的設(shè)計(jì)方案，從而更加有利于在設(shè)計(jì)基于fir的數(shù)字濾波器的過程中進(jìn)行實(shí)時(shí)在線修正，進(jìn)而完善整個(gè)內(nèi)容的最終設(shè)計(jì)方案。

參考文獻(xiàn)：

[1]余琳，黃光明.基于FPGA的fir濾波器的性能研究[J].電子設(shè)計(jì)工程，2011（09）：127-128.

[2]王易煒，張金鵬，王龍.基于MATLAB的數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)及其在數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用[J].航空兵器，2011（04）：46-47.

[3]馬沖澤，方忠春，傅鑫，呂航偉，陳林峰，楊洪友.有限沖擊響應(yīng)濾波器在四頻激光陀螺中的應(yīng)用[J].應(yīng)用光學(xué)，2013（03）：525-526.

[4]葉亞東，藺智挺，范玉紅.基于FPGA的fir數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)與仿真[J].電子科技，2014（07）：69-70.