多速率信号处理系统设计与实现.PDF

第26卷 第18期 电子设计工程 2018年9月

Vol.26 No.18 ElectronicDesignEngineering Sep.2018

多速率信号处理系统设计与实现

谢海霞，孙志雄

(海南热带海洋学院海洋信息工程学院，海南三亚572022)

摘要：多速率信号处理通过内插和抽取方法来变化系统中不同节点处的信号速率。分析了在抽取

和内插中采用的抗混叠滤波器如CIC，HB，多相滤波器组等，提出一种128倍多级抽取器设计方案，

通过在MATLAB中建模，并编写verilogHDL代码，在ModelSim中进行仿真，仿真结果验证了这一结

构的合理性。

关键词：CIC；HB；多相滤波器组；MATLAB

中图分类号：TN911.72 文献标识码：A 文章编号：1674-6236(2018)18-0132-04

Designandimplementationofmultiratesignalprocessingsystem

XIEHai⁃xia，SUNZhi⁃xiong

(SchoolofMarineInformationEngineering，TropicalOceanUniversityofHainan，Sanya

572022，China)

Abstract: Multirate signal processing varies the signal rate at different nodes in the system by

interpolationanddecimationmethods.Ananti-aliasingfiltersuchasCIC，HB，polyphasefilterbank

andsoonusedindecimationandinterpolationisanalyzed.A 128timesmultistagedecimatordesignis

proposed. By modeling in MATLAB and writing verilog HDL Code，simulation in ModelSim，the

simulationresultsverifytherationalityofthisstructure.

Keywords:CIC；HB；polyphasefilterbank；MATLAB

软件无线电系统中各个模块的信号速率是不同 样点之间插入I-1个零值点即增加数据提高采样率

的，它实质上通过抽取和内插的方法来改变数字信 的过程。从时域上直接进行抽取和内插会产生频域

号的速率，多速率信号处理是数字上变频、下变频技 的扩展和压缩，导致频谱失真。实质上多速率信号

术处理的依据。实际应用中，通常采用CIC滤波器， 处理是先通过时域上的抽取和内插，再结合滤波器

HB滤波器，多相结构滤波器和FIR滤波器等改变信 一起操作，以达到转换信号速率，保证有用频带内没

[1-3]

号速率且避免频域混叠 。 有频谱混叠的目的。当A/D采样速率很高，所需基

文中对不同级数、不同抽取因子的 CIC、HB作 带信号的带宽很窄时，那么抽取因子D必然会很大，

性能对比，提出一种抽取滤波器级联组的设计方案， 如采用一级抽取滤波器完成，则该滤波器阶数非常

旨在解决在AD 采样速率很高，所需基带信号的带 高，计算量大，难实现。实际实现中常采用多级级联

宽很窄，且计算量减少时等问题，从而找出最适用的 抽取结构来实现，同时减少计算量。经典多速率信

[4-6] [7-9]

多速率滤波器，最后通过MATLAB仿真实现 。 号抽取处理结构如图1