積分梳狀（CIC）濾波器設(shè)計

摘 要：積分梳狀濾波器結(jié)合了遞歸型濾波器和非遞歸型濾波器的優(yōu)點，結(jié)構(gòu)簡單，處理數(shù)據(jù)方式更為靈活。DDC通常作為輸出數(shù)字速率變換的第一級處理單元。積分梳狀濾波器還可以實現(xiàn)內(nèi)插和抽取功能以適用于DUC和DDC。

關(guān)鍵詞：濾波器；CIC；DDC

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.24.012

1 積分梳狀濾波器

通過積分梳狀濾波器（CIC）和半帶抽取濾波器（HBF），可以實現(xiàn)高倍數(shù)的信道抽取，同時增加了動態(tài)范圍。梳狀濾波器（Comb）和積分器（Integrator）組成了積分梳狀濾波器（CIC）。圖1中（a）為CIC抽取器結(jié)構(gòu)，（b）為CIC內(nèi)插器結(jié)構(gòu)。

所謂積分梳狀濾波器，是指濾波器的沖激響應(yīng)如下形式：

（1）

CIC濾波器的頻率響應(yīng)為：

（2）

從圖2可以看出，單級積分梳狀濾波器（CIC）的阻帶衰減的效果并不能滿足實際應(yīng)用的要求，其旁瓣電平比主瓣低不到15dB，衰減的效果不夠。因此，我們可以采用多級CIC濾波器級聯(lián)的方法來降低旁瓣電平。

2 CIC濾波器的計算及優(yōu)勢

對于單級CIC濾波器，由式（2-17）可以得到，當(dāng)w=0時，主瓣的電平為D；當(dāng)時，第一旁瓣的電平A1為。從而可以得到第一旁瓣電平與主瓣電平的差值αs（用dB表示）：

（3）

同理可求得L級CIC濾波器的旁瓣抑制為：

（4）

當(dāng)D=10，L=5時，5級CIC濾波器的阻帶衰減就有67dB，基本能滿足實際要求。其頻率特性如圖3所示。

將多級CIC濾波器級聯(lián)優(yōu)化電平衰減效果時，通常采用圖4的結(jié)構(gòu)。整個結(jié)構(gòu)分成三部分：N級積分濾波器、M倍抽取器和N級梳狀濾波器。同時，整個梳狀積分濾波器只通過加減運算即可實現(xiàn)，無需加入其他的運算。因此，整個結(jié)構(gòu)和其他濾波器相比就顯得更為簡單，輸入、輸出數(shù)字信號的速率變換也能夠更快的實現(xiàn)，所以積分梳狀濾波器通常作為直接數(shù)字控制（DDC）系統(tǒng)的輸入級。

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作者簡介：張燁（1983-），男，河南焦作人，本科，講師，通信工程專業(yè)。endprint