《電子技術應用》
您所在的位置:首頁 > EDA與制造 > 設計應用 > 基于FPGA的高階音頻均衡濾波器設計
基于FPGA的高階音頻均衡濾波器設計
電子技術
田之俊,王 敏 西安電子科技大學
摘要: 文中設計的均衡濾波器充分利用FPGA內部資源、時間換取空間的方法,在EP1C3系列的FPGA內實現1 024階FIR數字均衡濾波器,并通過重載系數,可實現多種頻率響應的均衡特性、簡易數字均衡濾波器的功能,達到了設計目的。
Abstract:
Key words :

摘要:文中設計的均衡濾波器充分利用FPGA" title="FPGA">FPGA內部資源、時間換取空間的方法,在EP1C3系列的FPGA內實現1 024階FIR" title="FIR">FIR數字均衡濾波器" title="數字均衡濾波器">數字均衡濾波器,并通過重載系數,可實現多種頻率響應的均衡特性、簡易數字均衡濾波器的功能,達到了設計目的。
關鍵詞:數字均衡濾波器;FPGA;1 024階;FIR

    音頻均衡器作為高品質音響不可或缺的關鍵附屬調節設備,在音效調整修飾方面起著至關重要的作用。一般音頻均衡器有數字和模擬兩種實現方法,模擬方法用有源和無源濾波器組實現,受器件溫度等特性的影響,難以達到較高的可靠性和一致性,且成本較高。數字實現方法采用數字濾波器,具有較高的靈活性和可靠性。常用的數字濾波器有IIR和FIR兩種。IIR濾波器結構簡單,所需的存儲空間小,但其相位是非線性;FIR濾波器是線性相位濾波器,這對高品質音效處理是必要的。本文通過在FPGA內設計了1 024階FIR濾波器實現數字均衡濾波,通過系數的重載實現多種頻率響應的均衡特性。

1 總體概述
    文中設計的FIR音頻均衡濾波器采用多相濾波結構,用時間換取空間,節省FPGA內部資源,以達到在固定資源下的最大階數。實現結構框圖如圖1所示。

a.jpg


    輸入序列以及濾波系數分別存儲在緩存陣列中,在時鐘同步下由控制模塊通過生成相應的讀寫地址及使能信號,使其按照一定次序輸出到乘累加模塊進行運算,并輸出最終結果。系數可通過外部輸入重載,以實現不同的均衡特性。EP1C3系列FPGA共有13個M4K塊,每個為256 ×18位,取數據和系數的位寬為16位。為了充分利用有限資源,并考慮處理速度及音頻信號速率要求,取每個緩存子模塊的存儲深度為256,即將乘累加模塊復用256次,每256個系統時鐘周期運算一個采樣點數據,輸出一個濾波結果。每個緩存子模塊占用一個M4K塊,連續4個子模塊串聯,就可實現256 x4=1 024階的要求,再考慮系數占用的空間,總共消耗8個M4K塊。這也是在有限資源下能實現的最高階" title="高階">高階數。

2 各模塊實現
2.1 輸入序列緩存模塊
    輸入序列緩沖模塊采用雙口RAM模塊實現,將4個級聯使用,如圖2所示。4個子塊使用相同的讀寫地址及使能信號,采樣數據從第一個子塊輸入,第一個子塊的數據輸出端與下一級子塊的輸入端直接相連,依次類推。每個緩存子塊的數據y1~y4都輸出給乘累加模塊進行運算。
該模塊的關鍵是讀寫地址的控制,寫地址waddr必須滯后讀地址raddr一個時鐘周期,這樣子塊當前輸出數據會在下個時鐘寫入下一個子塊的相應單元。256個周期后,子塊的數據整體移到下一個子塊。

b.jpg


2.2 濾波器系數存儲模塊
    濾波器系數存儲模塊和輸入序列緩存模塊相對應,采用雙口RAM模塊實現,共有4個256深度的雙口RAM模塊,如圖3所示。

c.jpg


    4個子塊使用相同的輸入數據線,通過系數寫地址的譯碼,生成各子塊的寫使能’wen1~wen4和寫地址h_addr,控制輸入的系數按照順序依次存入到RAM中。系數的讀地址h_addr由控制模塊生成,4個子塊共用一個讀地址,輸出與數據相對應的系數h1~h4到乘累加模塊,進行乘累加運算。
2.3 控制模塊
    控制模塊產生輸入序列緩存模塊的讀寫地址、使能信號以及濾波系數存儲模塊的讀地址、使能信號,并對乘累加運算進行控制。
    輸入序列需要在緩存模塊中反復移位輸出進行運算,每256個時鐘周期輸入1個數,輸入序列的寫地址必須滯后讀地址一個時鐘周期,才能保證數據的連續、不丟失。這樣新寫入的數據不在固定的位置,就要求讀地址也不是單純的累加關系。以每個RAM塊深度等于4為例研究讀寫地址的關系,如圖4所示。

d.jpg


    可見此時輸入序列的讀地址順序如圖5所示。

e.jpg


    由此類推可得實際輸入序列緩存模塊的讀地址如圖6所示。

f.jpg


    整個控制模塊的實現如圖7所示。主計數器整體計數,每256個時鐘周期,地址產生模塊就把計數器的計數值整體加1,作為輸人序列的讀地址raddr輸出,實現了圖6所示的地址順序。寫地址waddr由讀地址raddr經延時一個時鐘周期獲得。由于輸入序列是按時間順序輸出的,故濾波系數只要從存儲陣列中也相應地順序輸出就可以了,將主計數器的計數值直接引出作為濾波系數陣列的讀地址h_addr。

g.jpg


    主計數器的輸出經過譯碼電路后,輸出數據的低速采樣時鐘sa_clk,用來同步輸入序列。還輸出輸入序列的寫使能wren,每256個時鐘周期使能一次,寫一次數據。
2.4 乘累加模塊
    乘累加模塊負責將輸入的數據和系數進行乘累加運算,每256個時鐘周期輸出一個濾波結果。其實現框圖如圖8所示。

h.jpg


    輸入序列緩存模塊輸出的數據y1~y4和濾波器系數存儲陣列輸出的相應系數h1~h4在該模塊進行乘累加運算。每256個時鐘周期,計算完1個采樣點數據的4個部分y1’~y4’,由鎖存器鎖存,經兩級流水線加法器后得到最終濾波結果y,然后將累加器清零,開始準備下個采樣點數據的計算。其中,鎖存器的鎖存時鐘及乘累加器的清零信號都由輸入序列的寫使能wren經過相應的延時處理后得到。

3 仿真結果
    對設計的均衡濾波器進行綜合編譯,編譯報告如圖9所示。

i.jpg


    可見該1 024階FIR均衡濾波器在EP1C3系列FPGA內得以實現,僅占用其約70%的邏輯資源和約50%的存儲空間。為了驗證該設計功能,將濾波器系數利用存儲器初始化文件進行初始化,存儲的系數如圖10所示。

j.jpg


    為了直觀驗證,輸入序列x取為δ序列,即x中只有1個數據為1,其它為0。根據濾波器及卷積的相關知識,輸出結果y=x*h=δ*h=h,即為濾波器系數。仿真結果如圖11所示。

k.jpg


    輸入序列x只有1個采樣時鐘周期為數據1,其它全為0,fout為輸出的濾波結果??梢娊Y果為-1~-16的重復數據,與圖10所示的濾波器系數一致,濾波器工作正常。

4 結束語
    利用EP1C3約70%的邏輯單元及約50%的存儲空間,設計了1024階FIR數字濾波器,并通過重載系數,可實現多種頻率響應的均衡特性,實現了簡易數字均衡濾波器的功能,達到了設計目標。

此內容為AET網站原創,未經授權禁止轉載。
热re99久久精品国产66热_欧美小视频在线观看_日韩成人激情影院_庆余年2免费日韩剧观看大牛_91久久久久久国产精品_国产原创欧美精品_美女999久久久精品视频_欧美大成色www永久网站婷_国产色婷婷国产综合在线理论片a_国产精品电影在线观看_日韩精品视频在线观看网址_97在线观看免费_性欧美亚洲xxxx乳在线观看_久久精品美女视频网站_777国产偷窥盗摄精品视频_在线日韩第一页
  • <strike id="ygamy"></strike>
  • 
    
      • <del id="ygamy"></del>
        <tfoot id="ygamy"></tfoot>
          <strike id="ygamy"></strike>
          欧美刺激性大交免费视频| 亚洲国产视频a| 欧美 日韩 国产 一区| 欧美性色aⅴ视频一区日韩精品| 国产欧美一级| 欧美日韩亚洲一区二区三区| 在线一区二区视频| 国外成人在线视频| 欧美日韩国产成人在线观看| 六月丁香综合| 国产在线观看精品一区二区三区| 怡红院精品视频在线观看极品| 精品999成人| 国产精品午夜av在线| 久久久水蜜桃av免费网站| 久久成人国产精品| 亚洲第一搞黄网站| 国产一区二区三区高清在线观看| 在线看不卡av| 在线一区二区三区四区| 国产午夜精品在线观看| 免费看黄裸体一级大秀欧美| 亚洲三级影院| 欧美成人精品影院| 国产日本精品| 国产精品一区二区久久久| 欧美jjzz| 国产精品自拍网站| 欧美精品xxxxbbbb| 欧美在线免费视屏| 国产欧美精品一区二区三区介绍| 麻豆精品一区二区综合av| 极品尤物久久久av免费看| 国产精品免费观看在线| 国产日韩欧美三区| 亚洲永久字幕| 久久一区激情| 亚洲视频在线二区| 欧美日韩一级大片网址| 欧美成人影音| 美日韩精品免费观看视频| 欧美fxxxxxx另类| 欧美一区二区三区四区夜夜大片| 欧美在线视频不卡| 国产午夜一区二区三区| 久久久久亚洲综合| 99精品久久免费看蜜臀剧情介绍| 欧美1区2区3区| 欧美精品在线看| 好看不卡的中文字幕| 在线日韩av永久免费观看| 久久网站免费| 亚洲一区观看| 国产乱肥老妇国产一区二| 久久久精品国产一区二区三区| 国产精品成人免费精品自在线观看| 亚洲深夜影院| 欧美巨乳在线观看| 激情视频一区二区三区| 欧美日韩精品一区二区三区四区| 国产中文一区| 国外成人网址| 一本久久a久久免费精品不卡| 国产老肥熟一区二区三区| 国产综合第一页| 久久精品色图| 亚洲精品人人| 亚洲美女电影在线| 欧美性事免费在线观看| 久久只有精品| 欧美先锋影音| 欧美成人dvd在线视频| 国产麻豆成人精品| 久久精品欧美日韩| 欧美一区三区三区高中清蜜桃| 黄色成人免费观看| 久久久久久综合网天天| 亚洲精品久久久久久久久久久| 美女成人午夜| 国产精品久久久91| 国产精品欧美精品| 欧美视频导航| 免费观看不卡av| 国产偷国产偷亚洲高清97cao| 国产主播在线一区| 国产精品大片免费观看| 一本一本a久久| 亚洲午夜激情网页| 麻豆精品在线观看| 国内精品免费午夜毛片| 激情成人在线视频| 亚洲一区二区三区免费视频| 伊伊综合在线| 亚洲经典自拍| 亚洲第一视频| 欧美日韩视频在线一区二区| 欧美国产一区二区在线观看| 久久人人爽人人爽爽久久| 欧美三级电影精品| 免费成人黄色| 欧美激情一区二区三区在线视频| 亚洲国产欧美另类丝袜| 欧美大片免费看| 日韩亚洲欧美高清| 欧美日本韩国一区| 久久久福利视频| 亚洲国产视频一区二区| 午夜在线精品| 99热在线精品观看| 日韩视频欧美视频| 欧美在线影院在线视频| 亚洲一本视频| 在线精品国产成人综合| 久久久夜精品| 亚洲一区二区精品在线观看| 国产欧美一区二区精品秋霞影院| 亚洲综合国产| 亚洲激情自拍| 亚洲欧美激情在线视频| 欧美日韩中文字幕综合视频| 欧美天堂亚洲电影院在线播放| 欧美第一黄色网| 欧美成人r级一区二区三区| 欧美一区二区三区四区在线观看地址| 欧美日韩视频第一区| 欧美日韩国产首页| 日韩网站免费观看| 欧美日韩中国免费专区在线看| 久久九九免费视频| 激情久久久久久久久久久久久久久久| 久久av老司机精品网站导航| 国产伦精品一区二区| 亚洲黄色性网站| 国产日产欧美精品| 欧美一区二区福利在线| 亚洲欧美中文日韩在线| 亚洲人成网站精品片在线观看| 亚洲视频在线一区观看| 毛片基地黄久久久久久天堂| 老色鬼精品视频在线观看播放| 亚洲黄色在线观看| 日韩视频一区二区在线观看| 亚洲人成人一区二区在线观看| 99精品久久久| 久久成人资源| 欧美精品导航| 一个色综合导航| 亚洲激情午夜| 国产精品美女www爽爽爽视频| 夜夜嗨av一区二区三区四季av| 欧美破处大片在线视频| 国产日韩av高清| 亚洲一区免费| 欧美午夜片欧美片在线观看| 亚洲日本乱码在线观看| 久久精品五月婷婷| 久久五月天婷婷| 国产精品久久久久久久久搜平片| 欧美一级淫片aaaaaaa视频| 国产精品日韩久久久久| 亚洲国产欧美日韩| 亚洲欧美日韩综合一区| 久久久久久久久蜜桃| 久久精品国产第一区二区三区最新章节| 久久这里只精品最新地址| 欧美日韩精品一本二本三本| 性色av一区二区三区在线观看| 日韩视频在线免费观看| 国产精品99久久久久久有的能看| 激情成人综合网| 亚洲欧洲一区二区天堂久久| 亚洲每日更新| 亚洲直播在线一区| 欧美成人午夜激情| 欧美丝袜第一区| 一区二区三区在线免费播放| 久久久久网站| 狠狠色丁香婷婷综合久久片| 久久er99精品| 亚洲日本一区二区| 国产三区精品| 久久婷婷国产麻豆91天堂| 欧美一区二区在线| 国产在线不卡精品| 欧美日韩亚洲另类| 一片黄亚洲嫩模| 99亚洲伊人久久精品影院红桃| 一区二区三区黄色| av成人天堂| 欧美日韩直播| 韩日精品视频| 国产精品视频免费在线观看| 久久国产一区二区三区| 欧美久久一区| 亚洲香蕉视频| 国产色综合天天综合网| 亚洲美女av电影| 91久久精品网| 99re热这里只有精品视频| 在线看片一区| 中文国产亚洲喷潮| 国产精品精品视频| 久久久久综合| 欧美日一区二区三区在线观看国产免| 欧美一区在线看| 国产欧美一区二区精品仙草咪| 久久狠狠亚洲综合| 欧美精品播放| 午夜亚洲性色福利视频| 欧美日韩免费视频| 欧美aⅴ一区二区三区视频| 欧美精品久久99久久在免费线| 国产精品啊啊啊| 久久成人在线| 136国产福利精品导航网址应用| 99亚洲精品| 国产精品久久久久一区二区| 欧美日韩国产综合久久| 极品裸体白嫩激情啪啪国产精品| 国产日韩精品综合网站| 9色porny自拍视频一区二区| 亚洲精品黄网在线观看| 亚洲激情二区| 亚洲另类春色国产| 国产欧美1区2区3区| 尹人成人综合网| 欧美日韩在线一二三| 性久久久久久久久| 久久久亚洲人| 欧美精品久久久久久| 国产在线不卡视频| 欧美女主播在线| 欧美精品日韩| 奶水喷射视频一区| 欧美日韩精品中文字幕| 午夜精品av| 久久裸体艺术| 国产精品swag| 性色av一区二区怡红| 亚洲天堂第二页| 午夜电影亚洲| 欧美亚洲视频在线看网址| 亚洲女女做受ⅹxx高潮| 国产伦精品一区| 精品成人国产| 1204国产成人精品视频| 国产色综合久久| 久久精品视频亚洲| 麻豆国产va免费精品高清在线| 欧美日韩国产综合视频在线观看中文| 国产午夜精品福利| 亚洲免费av网站| 国产精品v日韩精品v欧美精品网站| 欧美大尺度在线观看| 亚洲精品美女久久久久| 日韩一级在线| 国产精品www994| 国产一区三区三区| 欧美日韩国产综合一区二区| 性8sex亚洲区入口| 国模套图日韩精品一区二区| 久久久精品一区| 欧美在线国产| 欧美精品国产精品| 久久在线91| 男女激情视频一区| 韩国自拍一区| 欧美一区日本一区韩国一区| 亚洲少妇中出一区| 午夜精品福利视频| 久久久久久免费| 性色av香蕉一区二区| 国产精品一区在线观看你懂的| 欧美日韩色婷婷| 亚洲精品国久久99热| 国产午夜精品全部视频在线播放| 国产一区日韩一区| 99视频热这里只有精品免费| 国产老肥熟一区二区三区| 国产精品入口日韩视频大尺度| 久久永久免费| 麻豆久久久9性大片| 久久综合狠狠综合久久综合88| 欧美日韩一区视频| 制服诱惑一区二区| 欧美一区不卡| 韩国女主播一区二区三区| 国产精品美女一区二区| 亚洲欧美影院| 久久人人97超碰人人澡爱香蕉| 午夜欧美大尺度福利影院在线看| 国产精品毛片在线| 国产精品尤物福利片在线观看| 韩国久久久久| 久久精品视频免费播放| 亚洲欧美日韩天堂| 欧美视频在线观看| 欧美一级二级三级蜜桃| 国产欧美一区二区三区在线老狼| 国产精品一国产精品k频道56| 中日韩高清电影网| 国产欧美一区二区精品婷婷| 国产偷久久久精品专区| 欧美精品久久久久久久久老牛影院| 欧美久久久久久久久| 免费av成人在线| 久久精品国产在热久久| 亚洲精美视频| 欧美激情一区二区久久久| 国产精品国产自产拍高清av| 国产精品爽爽爽| 欧美激情乱人伦| 欧美日韩精品免费看| 午夜在线a亚洲v天堂网2018| 亚洲小说区图片区| 欧美成人综合| 国产精品综合视频| 久久精品视频导航| 在线视频亚洲一区| 国产精品腿扒开做爽爽爽挤奶网站| 国产综合在线视频| 国产一区二区看久久| 欧美激情第三页| 国产精品视频自拍| 午夜精品久久久99热福利| 国产主播喷水一区二区| 国产一区二区三区久久久| 国产一区二区三区免费不卡|