基于System Generator的高通滤波器设计

本次学习借助system generator和FDATool设计高通滤波器的方法和流程。 设计模型如图1所示，包含两路，一个是simulink的仿真输出，另外一个则是通过FPGA实现的定点数仿真输出。图中的“subststem”就是设计好的FPGA模型，如图2所示。

图1 设计模型

图2 Subsystem设计模型 MATLAB自带有一个滤波器设计工具，FDATool，可以通过在GUI界面填写设计指标，即可完成滤波器的设计工作。这种方式简单而高效。本次设计的高通滤波器设计指标如图3所示。

图3 FDATool设计指标 为了实现FDATool自动设计的滤波器参数直接传递给FPGA模型，需要在FPGA IP核FIR Compiler 6.3中做图4中所示的定义。通过“xlfda_numerator(‘FDATool’)”。

图4 FIR Compiler 6.3 IP核中的参数传递 除了需要在FIR Compiler 6.3 IP核中设置参数传递，还需要对滤波器设计的实现方式进行设定，具体如图5所示。

图5 IP核实现方式设置 值得注意的是需要设定量化方式，此处设置不对将会导致整个设计无法正确工作。由于本次设计采用定点数，量化设置为“Maximize Dynamic Range” 上述参数设置完毕之后，还需要设置采样速率。由于本次设计的高通滤波器的采样频率为48000Hz，因此需要把随机信号发生器的采样速率也设置为48000Hz，如图6所示。

图6 随机信号发生器的采样速率设定 同样，Gateway IN也需要设定采样速率，如图7所示。

图7 Gateway IN设置采样速率 最后一步，设置system generator中的“simulink system period”，如图8所示，请注意这个参数与采样速率的关系。

图8 设置Simulink System Period 最后最后一步，设置频谱分析工具，为了与FDATool中显示的设计的结果保持一次，频谱工具可以按照图9所示的方式进行设置。

图9 频谱分析工具的设置

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所有的参数设计和设置完毕之后，设置仿真时间为“inf”，仿真结果如图10和11所示，其中图10为simulink的仿真结果，而图11则通过FPGA定点数计算之后的仿真结果。

图10 Simulink的仿真结果
图11 FPGA定点数的计算结果

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高通滤波器的设计到此全部结束，其他类型的滤波器可以采用类似的流程和方式来进行设计和验证。