基于FIR濾波器的帶限白噪聲的設(shè)計(jì)

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大俠好，最近本媛比較忙，沒(méi)有時(shí)間更新。時(shí)間太長(zhǎng)，怕大家忘了我，今天我來(lái)了，今天由“82年的程序媛”本媛給大俠帶來(lái)基于FIR濾波器的帶限白噪聲的設(shè)計(jì)，后續(xù)本媛還會(huì)繼續(xù)更新產(chǎn)品項(xiàng)目開(kāi)發(fā)心得，學(xué)習(xí)心得等，歡迎大家持續(xù)關(guān)注，話(huà)不多說(shuō)，上貨。

一、?高斯白噪聲

高斯噪聲：是一種隨機(jī)噪聲，其時(shí)域內(nèi)的信號(hào)幅度的統(tǒng)計(jì)規(guī)律服從高斯分布。

白噪聲：信號(hào)的功率譜在整個(gè)頻域內(nèi)為常數(shù)的噪聲。

帶限白噪聲：帶寬限制在一定范圍內(nèi)的高斯白噪聲。

二、?產(chǎn)生方法

傳統(tǒng)的高斯白噪聲的產(chǎn)生是將多個(gè)m序列通過(guò)D/A轉(zhuǎn)換器，然后通過(guò)濾波器得到，比較繁瑣。本項(xiàng)目將通過(guò)線(xiàn)性反饋移位寄存器和FIR濾波器完成。

首先通過(guò)matlab中wgn函數(shù)生成高斯白噪聲，并將生成的噪聲數(shù)據(jù)存入到rom中，然后通過(guò)LFSR產(chǎn)生m序列偽隨機(jī)碼作為rom地址對(duì)噪聲數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取增加其隨機(jī)性，最后將輸出的隨機(jī)噪聲通過(guò)FIR濾波器得到帶限白噪聲。

三、?線(xiàn)性反饋移位寄存器（LFSR）

偽隨機(jī)碼的性能指標(biāo)直接影響產(chǎn)生白噪聲的隨機(jī)性。本設(shè)計(jì)采用xilinx提供的LFSR IP核來(lái)實(shí)現(xiàn)。

LFSR可以通過(guò)如圖方式進(jìn)行配置，可選擇輸出的數(shù)據(jù)類(lèi)型、位寬、小數(shù)位等。

本設(shè)計(jì)選擇數(shù)據(jù)類(lèi)型為UFIX_32_4，然后再通過(guò)convert對(duì)其進(jìn)行截位，得到UFIX_10_0的數(shù)據(jù)輸出作為ROM地址，再一次提高了隨機(jī)性。

四、?FIR濾波器系數(shù)重載

該部分濾波器的設(shè)計(jì)選擇Use Reloadable Coefficients模式，接收系統(tǒng)發(fā)送的濾波器系數(shù)，產(chǎn)生可變帶寬的帶限噪聲信號(hào)。

使用可重新加載的濾波器系數(shù)時(shí)，需將內(nèi)部系數(shù)設(shè)置成相同長(zhǎng)度的0，然后借助FDATools設(shè)計(jì)并導(dǎo)出濾波器系數(shù)。

本設(shè)計(jì)中低通FIR濾波器使用等波紋法設(shè)計(jì)、128階，250M采樣率、通帶頻率10M、截止頻率20M。

設(shè)計(jì)完成后可通過(guò)下圖操作將系數(shù)生成.m文件，然后就可以作為重載系數(shù)輸入到濾波器中了。

濾波器設(shè)置成系數(shù)重載模式時(shí)，需控制的接口如下圖；

其中data_tdata_real即為輸入的數(shù)據(jù)，reload_tdata_data為輸入的系數(shù)。

其接口時(shí)序圖如下圖所示：

按照時(shí)序要求配置FIR濾波器：

然后對(duì)輸出數(shù)據(jù)的位寬和類(lèi)型進(jìn)行調(diào)整得到結(jié)果。

最后得到的帶寬為10M的帶限白噪聲：

今天本媛就說(shuō)到這里，后續(xù)繼續(xù)和大俠一起分享，歡迎關(guān)注貌美如花的“82年的程序媛”本媛，江湖偌大，繼續(xù)闖蕩，加油！