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正文摘录:

《现代电子技术》2007年第6期总第245》新型元器件司一种用于数字音频的插值滤波器设计闫华，杨军(东南大学国家专用集成电路系统工程技术研究中心江苏南京210096)摘要：设计了一种应用于数字音频的插值滤波器。该滤波器采用多相插值原理，硬件电路包括并行数据输入接口、8倍插值器、16倍采样保持电路，实现对输入音频信号(PCM码)的128倍过采样。滤波器电路由’Verilog}tDI。语言实现，利用SYN()PSYS提供的EDA工具进行仿真、综合，并通过FPGA验证，结果表明该电路能满足性能要求。关键词：数字信号处理；vI，SI；插值滤渡器；FPGA中图分类号：TP339文献标识码：B文章编号：1()04—373X(2007)06一001一03InterpolationFilterforDigitalAudiOYANHua，YANGJun(NatlonalASK：SystemEngineeringResearchCenter，SoutheastUnlvefsi‘y，卜~anjing，210096，China)Abstract：Akindofinterpolationfilterfordigitalaudioapplicationispresented.Thefilterbased0nployphaseinter。polationprinciple，consi’sts0faparalleldatainput，a8×interpolator，a16×sample—and—holdcircuit，toover—sample(128×)theaudiosignal(PCMcode).The。filterisimplementedwithVel。ilogHDL，simulatedandsynthesizedwithSYN()PSYSEDAtools，andverified0nFPGA.Thesimulationresultillustratesitcouldgainperformancesatisfactor。ilyKeywords：digitalsignalprocessing；VLSI；interpolationfilter；FPGA近年来，数字技术已经广泛应用于音频和视频处理，特别是应用于cD，VcD和DVD等领域。信号的数字滤波在语音还原、图像处理和模式识别等数字信号处理中占有重要的地位。与模拟滤波器相比，数字滤波器可以满足滤波器幅度和相位特性的严格要求，可以克服模拟滤波器所无法克服的电压漂移、温度漂移和噪声等问题。FIR数字滤波器的稳定性高、有精确的线性相位响应、并且由于位宽限制所引入的舍入噪声和系数量化误差较小，在工程中获得广泛应用。本文设计了一种用于数字音频的FIR插值滤波器，完成对音频信号的过采样处理，与后级的调制器电路一起组成数字【)AC。1插值滤波器原理插值滤波器的信号流图如图1所示。对于每个输入抽样z(n)，插值器”’(带一个向上箭头的方框)将L一1个零值抽样插入到输入抽样z(，z)之后，再将他们滤波得到y(n)。最终对z(n)的每一个输入抽样，获得L个了(”)的输出抽样，输入抽样频率被有效地从F，增加到LF；。插值方程为”’：N—ly(m)一∑矗(忌)叫(m一愚)收稿日期：2006一07—18图1插值滤波器的信号流图图2给出了一个简单插值过程的示意图0]，其中L一3，滤波器长度为4。由图2可以看出，每加入一个输入抽样，将计算出3个输出抽样，在延迟线上的实际抽样被L一1个零值(图中为2个)所分隔。显然，与零值的乘法运算是不必要的。多相插值滤波器0’利用了滤波器延迟线上的某些抽样是零值的特点。在这种结构中，插值器被去除，从而无需存储零值抽样(可以减少存储器的大小)。在这种方法中，对加到延迟线上的每个输入抽样，N／L个延迟线上抽样可用以计算L个输出抽样，但每个输出抽样使用的是不同的滤波器系数组(即那些对应零值抽样的滤波器系数被省去了)。多相滤波器通常利用转换器模式来实现”]，如图3]LL一忌一mL愚一一zO一惫一m叫