片上FM收音系统中典型滤波器的研究

摘要

商业驱动使得芯片面积不断减小，成本不断降低。同时伴随着VLSI设计技术的进步，高性能的信号处理芯片上已经成为通信等领域必要部分，数字滤波器在信号处理部分有着举足轻重的地位。这使得要在不损失信号信噪比的情况下优化信号处理芯片中的滤波器的面积和功耗等性能指标。例如在通信系统中结构简单的模数转换器后面一般都会有若干阶段的滤波器来恢复基带信号。如何选择合适的滤波器是系统设计的关键问题。
　　 在芯片信号处理部分，往往各个模块的信号处理速率不同，因而需要多速率滤波系统来进行升，降采样频率。如何在集成度较高，多谐波分量干扰情况下利用结构相对简单的滤波器高质量的完成信号处理是整个系统设计考虑的主要因素之一。本文以英飞凌公司片上数字收音系统项目为依托，对系统两次降频时所使用的滤波器和其他速率转换等模块所使用的滤波器进行了研究。对其中特别重要的两类滤波器：积分级联梳状滤波器(CIC滤波器)和国内研究较少的波数字滤波器(WDF滤波器)为实体进行了工程实现和理论研究。
　　 在对这两种滤波器的研究过程中对他们结构的优越性和缺陷都作了较为深入的研究分析，对CIC滤波器位宽节省算法作以实现并提出了一些结构优化的设想。在WDF滤波器的设计过程中，利用霍纳算法配合小数乘法和CSD编码优化了其中数乘乘法器，减小了芯片的实现面积(4.65％)，电路规模的简约也相应地节省了功率，降低了生产成本。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1课题的研究背景

1.1.1滤波器实现技术的发展现状

1.2 主要的研究工作

1.3论文的组织结构

第二章 数字滤波器的基本理论

2.1数字表示机制

2.2滤波器的实现单元

2.2.1加法器的实现

2.2.2乘法器的实现

2.3常用滤波器的实现

2.3.1一般滤波器的实现

2.3.2多速率滤波器

2.4本章小结

第三章 两种典型数字滤波器理论分析与设计

3.1 WDF波数字滤波器概述

3.2 WDF波数字滤波器理论

3.2.1波数字滤波器的基本单元

3.2.2波数字滤波器的数字化

3.2.3波数字滤波器的稳定性

3.3 CIC滤波器的优化理论

3.4本章小结

第四章 WDF和CIC滤波器的优化实现

4.1 WDF滤波器的实现

4.2 CIC滤波器的优化实现

4.3滤波器的固件实现

4.4本章小结

第五章 结束语

致谢

参考文献