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编辑推荐

本书以Altera公司的FPGA器件为开发平台，采用MATLAB及Verilog HDL语言为开发工具，详细阐述数字滤波器的FPGA实现原理、结构、方法以及仿真测试过程。

内容简介

本书思路清晰、语言流畅、分析透彻，在简明阐述设计原理的基础上，主要追求对工程实践的指导性，力求使读者在较短的时间内掌握数字滤波器的FPGA设计知识和技能。

作者精心设计了与本书配套的FPGA数字信号处理板，详细讲解了工程实例的实验步骤及方法，形成了从理论与实践的完整学习过程，可以有效加深读者对数字滤波器技术的理解。

作者简介

编著者杜勇，四川省广安市人，高级工程师。1999年于湖南大学获电子工程专业学士学位，2005年于国防科技大学获信息与通信工程专业硕士学位。主要从事数字信号处理、无线通信以及FPGA应用技术研究。

章节目录

封面

作者简介

版权页

第2版前言

第1版前言

目录

第1章 数字滤波器及FPGA概述

1.1 滤波器概述

1.1.1 滤波器简介

1.1.2 数字滤波器的分类

1.1.3 滤波器的特征参数

1.2 FPGA基本知识

1.2.1 FPGA的基本概念及发展历程

1.2.2 FPGA的结构和工作原理

1.2.3 IP核的概念

1.3 FPGA在数字信号处理中的应用

1.4 Altera器件简介

1.5 FPGA信号处理板CRD500

1.5.1 CRD500简介

1.5.2 CRD500的典型应用

1.6 小结

第2章 设计语言及环境介绍

2.1 Verilog HDL语言简介

2.1.1 HDL语言

2.1.2 Verilog HDL简介和程序结构

2.2 FPGA开发工具及设计流程

2.2.1 Quartus II开发套件

2.2.2 ModelSim仿真软件

2.2.3 FPGA设计流程

2.3 MATLAB软件

2.3.1 MATLAB软件简介

2.3.2 常用的信号处理函数

2.3.3 滤波器设计分析工具FDATOOL

2.4 MATLAB与Quartus II的联合应用

2.5 小结

第3章 FPGA实现数字信号处理基础

3.1 数的表示

3.1.1 莱布尼茨与二进制

3.1.2 定点数表示法

3.1.3 浮点数表示法

3.2 FPGA中数的运算

3.2.1 加/减法运算

3.2.2 乘法运算

3.2.3 除法运算

3.2.4 有效数据位的计算

3.3 有限字长效应

3.3.1 字长效应的产生因素

3.3.2 A/D转换的字长效应

3.3.3 数字滤波器系数的字长效应

3.3.4 滤波器运算中的字长效应

3.4 FPGA的常用运算模块

3.4.1 加法器模块

3.4.2 乘法器模块

3.4.3 除法器模块

3.4.4 浮点数运算模块

3.5 小结

第4章 FIR滤波器的FPGA实现

4.1 FIR滤波器的理论基础

4.1.1 线性时不变系统

4.1.2 FIR滤波器的原理

4.1.3 FIR滤波器的特性

4.1.4 FIR滤波器的结构形式

4.2 FIR滤波器的设计方法

4.2.1 窗函数法

4.2.2 频率取样法

4.2.3 最优设计方法

4.3 FIR滤波器的MATLAB设计

4.3.1 采用fir1函数设计

4.3.2 采用kaiserord函数设计

4.3.3 采用fir2函数设计

4.3.4 采用firpm函数设计

4.3.5 采用FDATOOL设计滤波器

4.4 FIR滤波器的FPGA实现

4.4.1 滤波器系数的量化

4.4.2 串行FIR滤波器的FPGA实现

4.4.3 并行FIR滤波器的FPGA实现

4.4.4 分布式FIR滤波器的FPGA实现

4.4.5 采用FIR核实现

4.4.6 不同结构FIR滤波器的性能对比分析

4.5 FIR滤波器的板载测试

4.5.1 硬件接口电路

4.5.2 板载测试程序

4.5.3 板载测试验证

4.6 小结

第5章 IIR滤波器的FPGA实现

5.1 IIR滤波器的理论基础

5.1.1 IIR滤波器的原理及特性

5.1.2 IIR滤波器的结构形式

5.1.3 IIR滤波器与FIR滤波器的比较

5.2 IIR滤波器的设计方法

5.2.1 几种典型的模拟滤波器

5.2.2 原型转换设计法

5.2.3 直接设计法

5.3 IIR滤波器的MATLAB设计

5.3.1 采用butter函数设计滤波器

5.3.2 采用cheby1函数设计滤波器

5.3.3 采用cheby2函数设计滤波器

5.3.4 采用ellip函数设计滤波器

5.3.5 采用yulewalk函数设计滤波器

5.3.6 几种设计函数的比较

5.3.7 采用FDATOOL设计滤波器

5.4 IIR滤波器的FPGA实现

5.4.1 直接型IIR滤波器的系数及运算字长

5.4.2 直接型IIR滤波器的FPGA实现

5.4.3 直接型IIR滤波器FPGA实现后的测试仿真

5.4.4 级联型IIR滤波器的系数

5.4.5 级联型IIR滤波器的FPGA实现

5.4.6 级联型IIR滤波器FPGA实现后的测试仿真

5.5 IIR滤波器的板载测试

5.5.1 板载测试硬件接口电路

5.5.2 板载测试程序

5.5.3 板载测试验证

5.6 小结

第6章 多速率滤波器的FPGA实现

6.1 多速率信号处理基础知识

6.1.1 多速率信号处理的概念及作用

6.1.2 多速率信号处理的一般步骤

6.1.3 软件无线电中的多速率信号处理

6.2 抽取与内插处理

6.2.1 整数倍抽取

6.2.2 整数倍内插

6.2.3 比值为有理数的频率转换

6.3 CIC滤波器

6.3.1 CIC滤波器的原理

6.3.2 CIC滤波器的应用条件

6.3.3 单级CIC滤波器的FPGA实现

6.3.4 多级CIC滤波器的FPGA实现

6.3.5 CIC滤波器IP核的使用

6.4 半带滤波器

6.4.1 半带滤波器的原理

6.4.2 半带滤波器的MATLAB设计

6.4.3 多级半带滤波器的设计

6.4.4 多级半带滤波器的FPGA实现

6.5 多相分解技术

6.5.1 多相分解技术的一般概念

6.5.2 整数倍抽取滤波器的多相结构

6.6 多速率滤波器的板载测试

6.6.1 硬件接口电路

6.6.2 板载测试程序

6.6.3 板载测试验证

6.7 小结

第7章 自适应滤波器的FPGA实现

7.1 自适应滤波器简介

7.1.1 自适应滤波器的概念

7.1.2 自适应滤波器的应用

7.1.3 自适应算法的一般原理

7.2 LMS算法

7.2.1 LMS算法的原理

7.2.2 LMS算法的实现结构

7.2.3 LMS算法的字长效应

7.2.4 符号LMS算法原理

7.2.5 LMS算法的MATLAB仿真

7.3 自适应线性滤波器的FPGA实现

7.3.1 自适应线性滤波器的原理

7.3.2 利用线性滤波器实现通道失配校正

7.3.3 校正算法的MATLAB仿真

7.3.4 校正算法的Verilog HDL实现

7.3.5 FPGA实现后的仿真测试

7.4 自适应均衡器的FPGA实现

7.4.1 自适应均衡器的原理

7.4.2 自适应均衡器的MATLAB仿真

7.4.3 自适应均衡器的Verilog HDL实现

7.4.4 FPGA实现后的仿真测试

7.5 自适应天线阵的FPGA实现

7.5.1 自适应天线阵的概念及原理

7.5.2 自适应天线阵的MATLAB仿真

7.5.3 自适应天线阵的Verilog HDL实现

7.5.4 FPGA实现后的仿真测试

7.6 自适应陷波器的FPGA实现

7.6.1 自适应陷波器原理

7.6.2 自适应陷波器的MATLAB仿真

7.6.3 自适应陷波器的Verilog HDL实现

7.6.4 FPGA实现后的仿真测试

7.7 自适应陷波器的板载测试

7.7.1 硬件接口电路

7.7.2 板载测试程序

7.7.3 板载测试验证

7.8 小结

第8章 变换域滤波器的FPGA实现

8.1 变换域滤波器简介

8.2 快速傅里叶变换

8.2.1 离散傅里叶变换

8.2.2 DFT存在的问题

8.2.3 FFT算法的基本思想

8.2.4 FFT算法的MATLAB仿真

8.3 FFT核的使用

8.3.1 FFT核简介

8.3.2 FFT核的接口及时序

8.4 频域滤波器的原理及MATLAB仿真

8.4.1 抗窄带干扰滤波器的原理

8.4.2 检测门限的选取

8.4.3 频域滤波器的MATLAB仿真

8.5 频域滤波器的FPGA实现

8.5.1 FPGA实现的总体结构设计

8.5.2 速率变换模块的设计与实现

8.5.3 FFT及滤波设计与实现

8.5.4 IFFT及数据输出设计与实现

8.5.5 顶层文件设计及实现

8.5.6 FPGA实现后的仿真测试

8.6 频域滤波器的板载测试

8.6.1 硬件接口电路

8.6.2 板载测试程序

8.6.3 板载测试验证

8.7 小结

第9章 DPSK解调系统的FPGA实现

9.1 数字接收机的一般原理

9.1.1 通用数字接收机处理平台

9.1.2 基本调制/解调技术

9.1.3 改进的数字调制/解调技术

9.2 DPSK调制/解调原理

9.2.1 DPSK调制原理及信号特征

9.2.2 DPSK信号的MATLAB仿真

9.2.3 DPSK解调原理

9.3 DPSK解调参数设计

9.3.1 数字下变频器的设计

9.3.2 低通滤波器的设计

9.3.3 数字鉴相器的设计

9.3.4 环路滤波器的设计

9.3.5 载波同步环设计的一般步骤

9.4 Costas环的FPGA实现

9.4.1 顶层模块的Verilog HDL实现

9.4.2 鉴相器及环路滤波器的Verilog HDL实现

9.4.3 Costas环实现后的仿真测试

9.5 Costas环的板载测试

9.5.1 硬件接口电路

9.5.2 板载测试程序

9.5.3 板载测试验证

9.6 小结

参考文献

数字滤波器的MATLAB与FPGA实现——Altera/Verilog版（第2版）是2019年由电子工业出版社出版,作者杜勇 编著。

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