基于树状图的波形数字滤波器拓扑结构优化方法

摘要

针对常规波形数字滤波器(wave digital filter,WDF)拓扑结构表达效率低下、结构易混乱的问题,本文利用适配器的可拆分性,提出基于WDF二叉树的拓扑结构表达方法,使等效电路结构清晰直观,从WDF二叉树的形态可迅速获知等效电路的模块并行度、最长路径等关键信息.此外,本文结合WDF端口适配器的端口对称性,进一步提出WDF二叉树的优化方法.通过对满足要求的结点及附属子叶进行位置交换,令二叉树更为扁平、缩短"入射-反射"过程的最大路径长度,使WDF-FPGA仿真系统的模块并行度和仿真速度得到提升.电路仿真模型优化后的反射步长减少42.86%、入射步长减少38.9%,总运算时间降至0.366ms.