积分梳状（CIC）滤波器设计

摘 要：积分梳状滤波器结合了递归型滤波器和非递归型滤波器的优点，结构简单，处理数据方式更为灵活。DDC通常作为输出数字速率变换的第一级处理单元。积分梳状滤波器还可以实现内插和抽取功能以适用于DUC和DDC。

关键词：滤波器；CIC；DDC

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

1 积分梳状滤波器

通过积分梳状滤波器（CIC）和半带抽取滤波器（HBF），可以实现高倍数的信道抽取，同时增加了动态范围。梳状滤波器（Comb）和积分器（Integrator）组成了积分梳状滤波器（CIC）。图1中（a）为CIC抽取器结构，（b）为CIC内插器结构。

所谓积分梳状滤波器，是指滤波器的冲激响应如下形式：

（1）

CIC滤波器的频率响应为：

（2）

从图2可以看出，单级积分梳状滤波器（CIC）的阻带衰减的效果并不能满足实际应用的要求，其旁瓣电平比主瓣低不到15dB，衰减的效果不够。因此，我们可以采用多级CIC滤波器级联的方法来降低旁瓣电平。

2 CIC滤波器的计算及优势

对于单级CIC滤波器，由式（2-17）可以得到，当w=0时，主瓣的电平为D；当时，第一旁瓣的电平A1为。从而可以得到第一旁瓣电平与主瓣电平的差值αs（用dB表示）：

（3）

同理可求得L级CIC滤波器的旁瓣抑制为：

（4）

当D=10，L=5时，5级CIC滤波器的阻带衰减就有67dB，基本能满足实际要求。其频率特性如图3所示。

将多级CIC滤波器级联优化电平衰减效果时，通常采用图4的结构。整个结构分成三部分：N级积分滤波器、M倍抽取器和N级梳状滤波器。同时，整个梳状积分滤波器只通过加减运算即可实现，无需加入其他的运算。因此，整个结构和其他滤波器相比就显得更为简单，输入、输出数字信号的速率变换也能够更快的实现，所以积分梳状滤波器通常作为直接数字控制（DDC）系统的输入级。

参考文献：

[1]杨小牛，楼才义，徐建良.软件无线电原理与应用[M].北京：电子工业出版社，2001：1-7.

[2]Lacky R J， Upmal D W， Speakeasy： The Military Software Radio， IEEE Communication Magazine，1995（05）：56-61.

[3]Mitola J， The Software Radio Architecture，IEEE Communication Magazine，1995（05）：66-71.

[4]Enrice Buracchini，The software radio concept，IEEE Communication Magazine，2000，38（09）：138-143.

[5]Josef Noll， Eurico Burachini， Software Radio-a key technology for adaptive access， Wireless Communication and Mobile Computing，2002，2（08）：789-798.

[6]Walter Tuttlebee， Software Defined Radio Enaling Technologies（杨小牛，邹少丞，楼才义等译）[Z].北京：电子工业出版社，2004：5-12.

[7]颜彪，周平，许宗泽.软件无线电的关键技术[J].电力系统通信，2001（06）：29-34.

[8]刘星成，罗恒宏.软件无线电的关键技术及平台构建初探[J].无线电通信技术，2001（01）：5-10.

[9]Massimiliano Laddomada， Reconfiguration issues of future mobile software radio platforms， Wireless Communication and Mobile Computing，2002，2（08）：815-826

作者简介：张烨（1983-），男，河南焦作人，本科，讲师，通信工程专业。endprint