1.导言
数字滤波器在通讯、自动控制、雷达、军事、航空航天、医疗、家用电器等很多范畴得到了广泛的运用。其间IIR数字滤波器和FIR数字滤波器是现在人们运用较多的两种。数字滤波器一般选用核算机软件、专用数字滤波器、DSP器材或可编程逻辑器材（如FPGA）完结。由于，用FPGA完结数字滤波器具有实时性强、灵活性高、处理速度快以及小批量生产成本低一级长处，所以得到了较为广泛的运用。本文以巴特沃思数字带通滤波器为例，较为具体地介绍了其规划和完结办法。给定巴特沃兹数字带通滤波器的抽样频率为500Hz，上、下边带截止频率别离为150Hz和30Hz。
2.滤波器的体系模型
双线性变换法是在低通滤波器的基础上选用频率变换法把低通滤波器转换成所需求滤波器的。据此办法，咱们得到如下滤波器的体系模型：
3.Matlab仿真
针对式（1）所描绘的体系模型，运用Matlab软件工具箱函数freqz（b，a，N，Fs）制作出其幅频特性和相频特性，以查验参数的正确性。该滤波器的幅相频率特性如图1所示。
由图1可见，体系的上、下边带别离为150Hz和30Hz，满意体系规划要求。
4.FPGA规划
4.1滤波器的结构
同一体系函数的IIR滤波器能够用不同的结构来完结，如直接I型、直接II型（模范型）、级联型和并联型。不同的结构有不同的特色，为便于硬件完结及简单确认数据位数，本文选用直接I型这一结构方式。
体系的直接I型结构如图2所示。
4.2 FPGA首要模块
（1）D触发器模块
运用D触发器来完结图2中所需的延时功用。每逢时钟上升沿到来时，便对输入的数据进行锁存。D触发器能够运用Quartus II软件中LPM宏模块定制完结。
（2）乘累加模块
由式（1）所描绘的滤波器的体系模型，可得所对应的差分方程如下：
乘累加模块承当式（2）中乘累加的核算作业。
5.体系框图及试验波形图
运用数字滤波器完结模仿信号滤波的体系结构框图如图3所示。
模仿输入信号经A/D转换器转换为数字信号，用FPGA数字滤波器进行滤波处理，再经D/A转换器转换为模仿输出信号，完结模仿信号的滤波处理。FPGA芯片选用的是Cyclone II系列EP2C5T144C8型FPGA.A/D和D/A转换器选用的康芯高速ADC/DAC模块。
输入峰峰值为5V的正弦信号，周期别离为10Hz、100Hz和200Hz，经滤波体系处理后所得输出信号波形别离如图4、5、6所示，输出信号起伏别离为400mV、2.32V、1.2V。
6.结语
本方案运用FPGA完结了巴特沃兹IIR数字带通滤波器，并给出较为具体的方案规划进程。试验成果证明了所规划的滤波器彻底满意预订规划要求，然后也证明了本方案的有效性、可行性。
