Progettazione di sistemi di conversione digitale con filtri CIC e FIR

Consigliato per:

  • Dispositivo: sconosciuto

  • Quarzo®: v6.1 - v7.1

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L'esempio di progettazione dei sistemi di conversione digitale verso il basso, con funzioni cascaded-integrator-comb (CIC) e finite impulse response (FIR), dimostra un sistema digitale multicanale e multirate che utilizza la proprietà intellettuale (IP) di elaborazione del segnale digitale (DSP).

La conversione del tasso di campionamento ha una vasta gamma di applicazioni nei moderni sistemi digitali, in particolare nei sistemi di comunicazione wireless come i sistemi WCDMA e WiMAX. L'implementazione efficiente della decimazione e dell'interpolazione può essere eseguita concatenando i filtri CIC e FIR.

Questo esempio dimostra un sistema di conversione del tasso di riduzione dei dati che può essere comunemente visto nei ricevitori WiMAX time division multiplexing (TDM). Il diagramma complessivo del sistema è mostrato nella figura 1.

Figura 1. Diagramma a blocchi di sistema di conversione digitale TDM.

Modello

L'input all'esempio di progettazione proviene da due fonti di dati indipendenti, come i componenti in fase (I) e quadratura (Q) di un sistema di comunicazione digitale. Il segnale in fase è un'onda sinusoiale con una frequenza centrale di 4,57 MHz. Il segnale di quadratura è un'onda coseno centrata anche a 4,57 MHz. Il flusso di dati di input multiplexed combinato viene campionato a 182,784 MHz, quindi la velocità dei dati corrispondente per i segnali in fase e quadratura è di 91,392 MHz. Parte del segnale di input è danneggiata dal rumore aggiuntivo ad alta frequenza.

I filtri CIC e FIR convertono la frequenza di campionamento dei segnali in fase e quadratura a 11,484 MHz, mantenendo al contempo le informazioni sullo spettro dei segnali di input. I filtri di decimazione rifiutano anche il rumore fuori banda. Pertanto, l'output di questo sistema di conversione del tasso dovrebbe essere silenzioso verso il basso le onde sinusoidali campionate di frequenza a 4,57 MHz. Per i sistemi di cambio di velocità ben definiti, il segnale informativo a banda stretta dovrebbe mantenere il suo spettro dall'input all'output, come dimostrato in questo esempio di progettazione.

Caratteristiche

  • La decimazione o l'interpolazione vengono implementate in modo efficiente utilizzando l'IP del compilatore CIC.
  • Fir Compiler è configurato per avere una risposta di frequenza sinc inversa per compensare la caduta del filtro CIC.
  • Per il riferimento viene fornito uno script MATLAB* che progetta il filtro di compensazione CIC. Lo script utilizza il metodo di campionamento della frequenza per progettare un filtro FIR che ha una risposta di frequenza sinc inversa. La risposta complessiva del sistema viene tracciata per verificare le specifiche principali del sistema, come l'increspatura della banda passante e l'attenuazione della banda di arresto.
  • Sono supportate più fonti di dati di input. Per le applicazioni wireless e wireline, i dati di input possono essere visualizzati come divisione temporale multiplexed. Per altre applicazioni, le fonti di dati possono essere visualizzate come interleaved.
  • Il convertitore di formato dei pacchetti è incluso per decodificare correttamente più origini dati per la visualizzazione.
  • L'interfaccia Avalon® Streaming (Avalon-ST) trasferisce i dati dei pacchetti da più fonti di dati tra core. Per ulteriori informazioni su Avalon-ST, fare riferimento alle specifiche dell'interfaccia Avalon® (PDF).

File

Scaricare i file utilizzati in questo esempio:

L'utilizzo di questo progetto è regolato e soggetto ai termini e condizioni del Contratto di licenza per la progettazione di riferimento hardware.

I file nel download zip includono:

  • TDMDDC.mdl - File di progettazione DSP Builder
  • ciccomp.m - Script MATLAB per la progettazione di un filtro di compensazione CIC sinc inverso
  • cic.vhd - file wrapper per generare il core IP del compilatore CIC
  • fir.vhd - file wrapper per generare il core IP del compilatore FIR
  • fdcoeffR4N8M1L110.txt - coefficienti di filtro FIR di compensazione pre-generati

Parametri

Esempio di progettazione CIC e compensation FIR in DSP Builder for Intel® FPGAs

La tabella 1 mostra le specifiche complessive della risposta alla frequenza. Selezionare i parametri per i filtri CIC e FIR (vedere le tabelle 2 e 3) in base al requisito di risposta in frequenza.

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