滤波器的一个基本功能就是使得有干扰的信号平滑。假定信号x[n]是以含有宽频带零平均值随机噪声的形式接收到的。从数学的角度讲,可以采用积分器来消除噪声的影响。如果输入信号的平均值能够保持的时间间隔是有限长,就可以采用有耗积分器处理含有额外噪声的信号。图1显示了一个简单的一阶有耗积分器,它满足离散时间差分方程:
图1 用作有耗积分器的一阶IIR滤波器
正如我们可以从2(a)中的脉冲响应可以看到的,要实现与一阶有耗积分器同样的功能,需要15抽头的FIR滤波器才能够做到。有耗积分器的阶跃响应如图2(b)所示。
图2 a=3/4的有耗积分器的仿真
下面的VHDL代码给出了IIR滤波器的一种可能实现。
在PROCESS模块内采用WAIT声明实现寄存器,而乘法和加法的实现所使用的是CSD码。设计采用了31个逻辑单元,运行速度是42.91MHz。如果与选项Optimize Speed=10合成,则滤波器对于幅值为1000的脉冲的响应如图3所示,图2(a)给出了相应的仿真结果。
图3 有耗积分器脉冲响应的MaxPlusll仿真
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