梳状滤波器以及积分梳状滤波器的FPGA实现
作者：lee
在实现多级cic滤波器前我们先来了解滑动平均滤波器、微分器、积分器以及梳状滤波器原理。cic滤波器在通信信号处理中有着重要的应用。
这篇文章来介绍梳状滤波器以及积分梳状滤波器，为up sample rate convert 和 down sample rate convert 的fpga实现打下基础。
1 梳状滤波器
图1 梳状滤波器结构
梳状滤波器的两端为1和-1的权值，具有简单的多信道频率响应。
matlab： close all clear all clc %set system parameter fs = 352800; %sampling frequency l = 8192; %comb b =[1,0,0,0,0,0,0,0,-1]; a =1; %频率响应和相位响应 [h,f]=freqz(b,a,l,fs); %freqz函数求频率响应 mag=20*log(abs(h))/log(10); %幅度转换成db单位 ph=angle(h)*180/pi; %相位值单位转换 figure(1), subplot(211);plot(f,mag); xlabel('频率(hz)','fontsize',8); ylabel('幅度(db)','fontsize',8); title('freqz()幅频响应','fontsize',8); subplot(212);plot(f,ph); xlabel('频率(hz)','fontsize',8); ylabel('相位(度)','fontsize',8); title('freqz()相频响应','fontsize',8);
图2 梳状滤波器的频率响应和相位响应
因为滤波器的幅频响应像一把梳子，所以称作梳状滤波器。
2 积分梳状滤波器
图3 积分梳状滤波器结构
积分器和梳状滤波器的级联就是积分梳状（integrator-comb）滤波器。
matlab： close all clear all clc %set system parameter fs = 44100; %sampling frequency l = 8192; %integerator+comb b =[1,0,0,0,0,0,0,0,-1]; a =[1,-1]; %频率响应和相位响应 [h,f]=freqz(b,a,l,fs); %freqz函数求频率响应 mag=20*log(abs(h))/log(10); %幅度转换成db单位 mag = mag -max(mag) ph=angle(h)*180/pi; %相位值单位转换 figure(1), subplot(211);plot(f,mag); xlabel('频率(hz)','fontsize',8); ylabel('幅度(db)','fontsize',8); title('freqz()幅频响应','fontsize',8); subplot(212);plot(f,ph); xlabel('频率(hz)','fontsize',8); ylabel('相位(度)','fontsize',8); title('freqz()相频响应','fontsize',8);
图4 积分梳状滤波器的频率响应和相位响应
图5 五级ic串联
如图5所示，5个积分梳状滤波器级联的幅频响应如图6所示。
图6 五级积分梳状滤波器串联幅频响应
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梳状滤波器的两端为1和-1的权值，具有简单的多信道频率响应。
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图2 梳状滤波器的频率响应和相位响应
因为滤波器的幅频响应像一把梳子，所以称作梳状滤波器。
2 积分梳状滤波器
图3 积分梳状滤波器结构
积分器和梳状滤波器的级联就是积分梳状（integrator-comb）滤波器。
matlab： close all clear all clc %set system parameter fs = 44100; %sampling frequency l = 8192; %integerator+comb b =[1,0,0,0,0,0,0,0,-1]; a =[1,-1]; %频率响应和相位响应 [h,f]=freqz(b,a,l,fs); %freqz函数求频率响应 mag=20*log(abs(h))/log(10); %幅度转换成db单位 mag = mag -max(mag) ph=angle(h)*180/pi; %相位值单位转换 figure(1), subplot(211);plot(f,mag); xlabel('频率(hz)','fontsize',8); ylabel('幅度(db)','fontsize',8); title('freqz()幅频响应','fontsize',8); subplot(212);plot(f,ph); xlabel('频率(hz)','fontsize',8); ylabel('相位(度)','fontsize',8); title('freqz()相频响应','fontsize',8);
图4 积分梳状滤波器的频率响应和相位响应
图5 五级ic串联
如图5所示，5个积分梳状滤波器级联的幅频响应如图6所示。
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