《數字濾波器的MATLAB與FPGA實現——Altera/Verilog版（含CD光碟1張）》是2015年電子工業出版社出版的圖書，作者是杜勇。
基本介紹
- 中文名：數字濾波器的MATLAB與FPGA實現——Altera/Verilog版（含CD光碟1張）
- 作者：杜勇
- 類別：計算機、網路
- 出版社：電子工業出版社
- 出版時間：2015年3月1日
- 頁數：352 頁
- 定價：68 元
- 開本：16 開
- 裝幀：平裝
- ISBN：9787121255830
內容簡介,目錄,
內容簡介
《數字濾波器的MATLAB與FPGA實現——Altera/Verilog版(附光碟)》以Altera公司的FPGA器件為開發平台，採用MATLAB及Verilog HDL語言為開發工具，詳細闡述數字濾波器的FPGA實現原理、結構、方法以及仿真測試過程，並通過大量工程實例分析FPGA實現過程中的具體技術細節。主要包括FIR濾波器、IIR濾波器、多速率濾波器、自適應濾波器、變換域濾波器、解調系統濾波器設計等內容。本書思路清晰、語言流暢、分析透徹，在簡明闡述設計原理的基礎上，主要追求對工程實踐的指導性，力求使讀者在較短的時間內掌握數字濾波器的FPGA設計知識和技能。《數字濾波器的MATLAB與FPGA實現——Altera/Verilog版(附光碟)》的配套光碟收錄了完整的MATLAB及Verilog HDL實例工程代碼，有利於工程技術人員進行參考學習。
目錄
第1章 數字濾波器及FPGA概述 1
1.1 濾波器概述 2
1.1.1 濾波器簡介 2
1.1.2 數字濾波器的分類 4
1.1.3 濾波器的特徵參數 5
1.2 FPGA基本知識 6
1.2.1 FPGA的基本概念及發展歷程 6
1.2.2 FPGA的結構和工作原理 8
1.2.3 IP核的概念 14
1.3 FPGA在數位訊號處理中的套用 15
1.4 Altera器件簡介 16
1.5 小結 18
第2章 設計語言及環境介紹 19
2.1 Verilog HDL語言簡介 20
2.1.1 HDL語言 20
2.1.2 Verilog HDL語言 21
2.2 FPGA開發工具及設計流程 24
2.2.1 Quartus II開發套件 24
2.2.2 Modelsim仿真軟體 27
2.2.3 FPGA設計流程 29
2.3 MATLAB軟體 31
2.3.1 MATLAB軟體簡介 31
2.3.2 常用的信號處理函式 34
2.3.3 濾波器設計分析工具FDATOOL 41
2.4 MATLAB與Quartus的聯合套用 42
2.4.1 MATLAB與Quartus的數據交換 42
2.4.2 混頻器設計分析實例 43
2.5 小結 58
第3章 FPGA實現數位訊號處理基礎 59
3.1 數的表示 60
3.1.1 萊布尼茨與二進制 60
3.1.2 定點數表示 61
3.1.3 浮點數表示 63
3.2 FPGA中數的運算 66
3.2.1 加/減法運算 66
3.2.2 乘法運算 69
3.2.3 除法運算 70
3.2.4 有效數據位的計算 70
3.3 有限字長效應 73
3.3.1 字長效應的產生因素 73
3.3.2 A/D變換的字長效應 74
3.3.3 濾波器係數的字長效應 75
3.3.4 濾波器運算中的字長效應 76
3.4 FPGA的常用運算模組 77
3.4.1 加法器模組 77
3.4.2 乘法器模組 79
3.4.3 除法器模組 82
3.4.4 浮點運算模組 83
3.5 小結 85
第4章 FIR濾波器的FPGA設計與實現 87
4.1 FIR濾波器的理論基礎 88
4.1.1 線性時不變系統 88
4.1.2 FIR濾波器的原理 90
4.1.3 FIR濾波器的特性 91
4.1.4 FIR濾波器的結構形式 96
4.2 FIR濾波器的設計方法 100
4.2.1 窗函式法 100
4.2.2 頻率取樣法 102
4.2.3 最優設計方法 103
4.3 FIR濾波器的MATLAB設計 104
4.3.1 採用fir1函式設計 104
4.3.2 採用kaiserord函式設計 109
4.3.3 採用fir2函式設計 110
4.3.4 採用firpm函式設計 111
4.3.5 採用FDATOOL工具設計 113
4.4 FIR濾波器的FPGA實現 115
4.4.1 量化濾波器係數 115
4.4.2 串列結構的FPGA實現 117
4.4.3 並行結構的FPGA實現 124
4.4.4 分散式結構的FPGA實現 127
4.4.5 採用FIR核實現 129
4.4.6 不同結構的性能對比分析 132
4.5 小結 133
第5章 IIR濾波器的MATLAB與FPGA實現 135
5.1 IIR濾波器的理論基礎 136
5.1.1 IIR濾波器的原理及特性 136
5.1.2 IIR濾波器的結構形式 136
5.1.3 IIR與FIR濾波器的比較 139
5.2 IIR濾波器的設計方法 139
5.2.1 幾種典型的模擬濾波器 140
5.2.2 原型轉換設計法 142
5.2.3 直接設計法 143
5.3 IIR濾波器的MATLAB設計 144
5.3.1 採用butter函式設計 144
5.3.2 採用cheby1函式設計 145
5.3.3 採用cheby2函式設計 145
5.3.4 採用ellip函式設計 146
5.3.5 採用yulewalk函式設計 146
5.3.6 幾種設計函式的比較 147
5.3.7 採用FDATOOL工具設計 149
5.4 IIR濾波器的FPGA實現 150
5.4.1 量化直接型結構的係數及運算字長 150
5.4.2 直接型結構的FPGA實現 154
5.4.3 直接型結構FPGA實現後的測試仿真 160
5.4.4 量化級聯型結構的係數 164
5.4.5 級聯型結構的FPGA實現 165
5.4.6 級聯型結構FPGA實現後的測試仿真 174
5.5 小結 175
第6章 多速率濾波器的FPGA實現 177
6.1 多速率信號處理基礎知識 178
6.1.1 多速率信號處理的概念及作用 178
6.1.2 多速率信號處理的一般步驟 179
6.1.3 軟體無線電中的多速率處理 179
6.2 抽取與內插處理 181
6.2.1 整數倍抽取 181
6.2.2 整數倍內插 183
6.2.3 比值為有理數的抽樣率轉換 185
6.3 CIC濾波器 185
6.3.1 CIC濾波器的原理 185
6.3.2 CIC濾波器的套用條件 188
6.3.3 單級CIC濾波器的FPGA實現 189
6.3.4 多級CIC濾波器的FPGA實現 191
6.3.5 CIC濾波器IP核的使用 199
6.4 FIR半帶濾波器 201
6.4.1 半帶濾波器的原理 201
6.4.2 半帶濾波器的MATLAB設計 202
6.4.3 多級半帶濾波器的設計 205
6.4.4 多級半帶濾波器的FPGA實現 207
6.5 多相分解技術 214
6.5.1 多相分解技術的一般概念 214
6.5.2 整數倍抽取器的多相結構 215
6.6 小結 218
第7章 自適應濾波器的FPGA實現 219
7.1 自適應濾波器簡介 220
7.1.1 自適應濾波器的概念 220
7.1.2 自適應濾波器的套用 221
7.1.3 自適應算法的一般原理 223
7.2 LMS算法 225
7.2.1 LMS算法的原理 225
7.2.2 LMS算法的實現結構 226
7.2.3 LMS算法的字長效應 227
7.2.4 符號LMS算法原理 228
7.2.5 LMS算法的MATLAB仿真 229
7.3 自適應線性濾波器的FPGA實現 233
7.3.1 自適應線性濾波器原理 233
7.3.2 利用線性濾波器實現通道失配校正 234
7.3.3 校正算法的MATLAB仿真 235
7.3.4 校正算法的Verilog HDL實現 237
7.3.5 FPGA實現後的仿真測試 242
7.4 自適應均衡器的FPGA實現 243
7.4.1 自適應均衡器原理 243
7.4.2 自適應均衡器的MATLAB仿真 244
7.4.3 自適應均衡器的Verilog HDL實現 246
7.4.4 FPGA實現後的仿真測試 251
7.5 智慧型天線陣的FPGA實現 253
7.5.1 智慧型天線陣的概念及原理 253
7.5.2 自適應天線陣的MATLAB仿真 255
7.5.3 自適應天線陣的Verilog HDL實現 257
7.5.4 FPGA實現後的仿真測試 261
7.6 自適應陷波器的FPGA實現 262
7.6.1 自適應陷波器原理 262
7.6.2 自適應陷波器的MATLAB仿真 264
7.6.3 自適應陷波器的Verilog HDL實現 267
7.6.4 FPGA實現後的仿真測試 270
7.7 小結 271
第8章 變換域濾波器的FPGA實現 273
8.1 變換域濾波器簡介 274
8.2 快速傅立葉變換 274
8.2.1 離散傅立葉變換 274
8.2.2 DFT存在的問題 276
8.2.3 FFT算法的基本思想 277
8.2.4 FFT算法的MATLAB仿真 278
8.3 FFT核的使用 280
8.3.1 FFT核簡介 280
8.3.2 FFT核的接口及時序 281
8.4 頻域濾波器的原理及MATLAB仿真 283
8.4.1 抗窄帶干擾濾波器的原理 283
8.4.2 檢測門限的選取 284
8.4.3 頻域濾波器的MATLAB仿真 285
8.5 頻域濾波器的FPGA實現 287
8.5.1 FPGA實現的總體結構設計 287
8.5.2 速率變換模組的設計與實現 289
8.5.3 FFT及濾波設計與實現 294
8.5.4 IFFT及數據輸出設計與實現 299
8.5.5 頂層檔案設計及實現 303
8.5.6 FPGA實現後的仿真測試 304
8.6 小結 305
第9章 解調系統濾波器的FPGA實現 307
9.1 數字接收機的一般原理 308
9.1.1 通用數字接收機處理平台 308
9.1.2 基本調製解調技術 309
9.1.3 改進的數字調製解調技術 311
9.2 DPSK調製解調原理 312
9.2.1 DPSK調製原理及信號特徵 312
9.2.2 DPSK信號的MATLAB仿真 314
9.2.3 DPSK解調原理 316
9.3 DPSK解調參數設計 319
9.3.1 數字下變頻器設計 319
9.3.2 低通濾波器設計 320
9.3.3 數字鑒相器設計 322
9.3.4 環路濾波器設計 322
9.3.5 載波同步環設計的一般步驟 324
9.4 Costas環的FPGA實現 326
9.4.1 頂層模組的Verilog HDL實現 326
9.4.2 鑒相器及環路濾波器的Verilog HDL實現 329
9.4.3 Costas環實現後的仿真測試 330
9.5 小結 331
參考文獻 332
