FPGA中怎么实现希尔伯特Hilbert变换？
FPGA中怎么实现希尔伯特Hilbert变换？ 那就好好钻研 数字信号处理吧 宽带信号还是窄带信号？窄带信号的话用复数混频器混到零频，然后滤掉镜像就好了。宽带信号的话需要经过一个Hilbert滤波器得到虚部信号，源信号作为实部组合成复数就OK了。Hilbert滤波器可以用FIR结构来近似，怎么获取FIR系数通常的数字信号处理书籍都有说的。 at90s 发表于 2014-3-9 19:28宽带信号还是窄带信号？窄带信号的话用复数混频器混到零频，然后滤掉镜像就好了。宽带信号的话需要经过一个 ...
带宽大约10MHz吧，用xilinx的FIR IP核可以吗? 本帖最后由 haley 于 2014-3-9 20:42 编辑
希尔伯特变换是通过FIR滤波器实现的，抽头系数可以通过matlab计算。我给你做了一个仿真。 用Xilinx的FIR核当然可以。
我不知道你的应用场景，也就不清楚哪个方案是合适的。在实际工作中（无线通信），我碰到的基本都是窄带方案，虽然LTE信号的带宽达到20MHz. haley 发表于 2014-3-9 20:41
希尔伯特变换是通过FIR滤波器实现的，抽头系数可以通过matlab计算。我给你做了一个仿真。 ...
十分感谢！ 确实靠滤波器系数,FPGA实现方式与FIR一样,系数不同,输出信号峰点对应原始信号的的斜率极值 haley 发表于 2014-3-9 20:41
希尔伯特变换是通过FIR滤波器实现的，抽头系数可以通过matlab计算。我给你做了一个仿真。 ...
请问你是怎么用matlab实现这种原理图式的仿真的？ 传你一个小巧数字滤波器设计工具,有希尔伯特上传失败,你上网找找 Numerix-DSP.Digital.Filter.Plus.v2.2.rar NJ8888 发表于 2014-3-21 10:30
传你一个小巧数字滤波器设计工具,有希尔伯特上传失败,你上网找找 Numerix-DSP.Digital.Filter.Plus.v2 ...
恩恩，谢谢啦 本帖最后由 NJ8888 于 2014-3-21 22:07 编辑
根据我目前理解，I信号是经过延时的原始信号（因为希尔伯特计算导致输出滞后，要补偿，比如你是32阶的希尔伯特，那I就要把原始信号滞后32个时钟），Q信号就是希尔伯特输出 可以的，看Xilinx IP核FIR_Compiler的数据手册，ds795； Mortimer 发表于 2014-3-21 09:26
请问你是怎么用matlab实现这种原理图式的仿真的？
用的是matlab中的simulink呀，我把上面的仿真文件放在附件中了。另外要说的是，FIR滤波器是56阶的，通过FIR的是Q信号，直接延迟28的是I信号，是FIR阶数的一半。 NJ8888 发表于 2014-3-21 22:05
根据我目前理解，I信号是经过延时的原始信号（因为希尔伯特计算导致输出滞后，要补偿，比如你是32阶的希尔 ...
因为要保证是因果系统，所有的响应都是大于等于0的时间出现的，不能有负的时间。所以在FIR实现希尔伯特变换的时候把冲击响应（就是FIR的抽头系数）右移阶数的一半，所以I信号也是要延迟阶数的一半，不是32阶需要延迟32采样时间，而是16。 haley 发表于 2014-3-26 13:56
因为要保证是因果系统，所有的响应都是大于等于0的时间出现的，不能有负的时间。所以在FIR实现希尔伯特变 ...
还有个问题想问一下你，我自己做的为什么希尔伯特滤波器的输出幅度会改变啊？ 而且改变信号发生器的sample time后幅度就会改变，不知道是为什么？sample time 的值对整个输出有什么影响吗？
非常感谢你耐心的回答！
你看滤波器带内是有波动的,所以不同频率幅度不同 Mortimer 发表于 2014-3-26 14:40
还有个问题想问一下你，我自己做的为什么希尔伯特滤波器的输出幅度会改变啊？ 而且改变信号发生器的sampl ...
这个和数字域的归一化频率有关系，因为有采样定理限制，所以信号频率的最大值对应0.5*Fs，归一化频率以0.5*Fs为1。你可以看一下你生成的FIR滤波器的幅频响应，是0.05到0.95之间的幅度是比较平坦的。而你的采样频率是50k，1k/25k=0.04，只要降低你的采样率就可以了。同时你的滤波器的阶数比较小，频带内波动比较大，可以增加阶数。 haley 发表于 2014-3-26 15:16
这个和数字域的归一化频率有关系，因为有采样定理限制，所以信号频率的最大值对应0.5*Fs，归一化频率以0. ...
恩恩，看来是我的理论功底不够扎实啊~~
非常感谢你耐心的回答了！ NJ8888 发表于 2014-3-26 15:04
你看滤波器带内是有波动的,所以不同频率幅度不同
恩恩，跟这个有关系，谢谢啦 Mortimer 发表于 2014-3-27 14:36
恩恩，看来是我的理论功底不够扎实啊~~
非常感谢你耐心的回答了！
不客气，大家共同学习交流！ haley 发表于 2014-3-26 15:16
这个和数字域的归一化频率有关系，因为有采样定理限制，所以信号频率的最大值对应0.5*Fs，归一化频率以0. ...
不好意思，我还有一个问题想请教一下你，我想在simulink中看信号的频谱，为什么会出现下图这样的问题？我该怎么解决？实在是拜托了
本帖最后由 haley 于 2014-3-31 17:19 编辑
Mortimer 发表于 2014-3-31 10:27
不好意思，我还有一个问题想请教一下你，我想在simulink中看信号的频谱，为什么会出现下图这样的问题？我 ...
我给你做了一个仿真，加上了解析信号的生成，可以看到在当前频率下，镜像频率的抑制比是多少。 haley 发表于 2014-3-31 17:17
我给你做了一个仿真，加上了解析信号的生成，可以看到在当前频率下，镜像频率的抑制比是多少。 ...
非常感谢了！我能不能问一下你现在是工作了还是在上学？ Mortimer 发表于 2014-4-1 10:21
非常感谢了！我能不能问一下你现在是工作了还是在上学？
工作了呀，我matlab只会点皮毛，论坛里高手很多，你用xilinx的FPGA做这个，我也挺有兴趣的。 haley 发表于 2014-4-1 13:12
工作了呀，我matlab只会点皮毛，论坛里高手很多，你用xilinx的FPGA做这个，我也挺有兴趣的。 ...
哦，我今年大四了，多多指教啊！ 楼主可不可以用PLL？ ctqvsly 发表于 2014-4-2 08:40
楼主可不可以用PLL？
PLL只能对单一频率进行移相，对单一频率移相都是很好办的事情，如果信号中包含多个频率，PLL锁定哪一个频率呢？你说的更像是FPGA中的时钟信号的处理方法，但是不是信号处理的方法。 Mortimer 发表于 2014-4-1 15:12
哦，我今年大四了，多多指教啊！
你好，实在是不好意思，我还有一个问题想问一下你。我把现在的仿真传上来你可不可以帮我看一下，我昨天看了一天也不知道是哪里出了问题。
我做希尔伯特的目的是为了实现多普勒频移，多普勒频移的理论推导后是只存在一个尖峰的（一个频率），但是我做出来却是两个尖峰，貌似是上下变频了。不知道为什么？
这是最后一个问题了，因为我现在是初学者，好多问题找不出来，但是毕设老师一直在催，所以想找你帮忙~~实在是非常感谢了！ haley 发表于 2014-4-1 13:12
工作了呀，我matlab只会点皮毛，论坛里高手很多，你用xilinx的FPGA做这个，我也挺有兴趣的。 ...
你好，实在是不好意思，我还有一个问题想问一下你。我把现在的仿真传上来你可不可以帮我看一下，我昨天看了一天也不知道是哪里出了问题。
我做希尔伯特的目的是为了实现多普勒频移，多普勒频移的理论推导后是只存在一个尖峰的（一个频率），但是我做出来却是两个尖峰，貌似是上下变频了。不知道为什么？
这是最后一个问题了，因为我现在是初学者，好多问题找不出来，但是毕设老师一直在催，所以想找你帮忙~~实在是非常感谢了！ Mortimer 发表于 2014-4-2 09:36
你好，实在是不好意思，我还有一个问题想问一下你。我把现在的仿真传上来你可不可以帮我看一下，我昨天看 ...
原来你是要做SSB混频的，我给你做的仿真在附件中，因为生成的信号是实信号不是解析信号，所以在FFT后会有一个对称的负频率，只要在FFT显示里面只显示0~Fs/2就好了。正常情况下上边带和下边带幅度差别是很大的，应该在50db以上。你的仿真结果确实有问题。 haley 发表于 2014-4-2 10:57
原来你是要做SSB混频的，我给你做的仿真在附件中，因为生成的信号是实信号不是解析信号，所以在FFT后会有 ...
我感觉理论上应该是不存在上变频或者下变频的啊，计算结果是只会在一个频点上的，不知道为什么上下变频都存在？
还有一个问题就是你刚才给我的那个DSP I/Q发出的信号貌似不是正弦波，是三角波啊~~ 本帖最后由 haley 于 2014-4-2 11:32 编辑
Mortimer 发表于 2014-4-2 11:13
我感觉理论上应该是不存在上变频或者下变频的啊，计算结果是只会在一个频点上的，不知道为什么上下变 ...
根据采样定律，采样频率大于信号频率的两倍，一个正弦周期采样两个点就可以了，你认为采样两个点可以画出一个你认为的完整正弦波吗？不要凭感觉办事，你看到正弦波画得很漂亮的波形的时候，采样频率已经远大于信号频率了。你在之前的仿真都是犯了这样的错误，采样频率远大于信号频率，导致归一化频率以后，超出了滤波器的带宽。 本帖最后由 haley 于 2014-4-2 11:43 编辑
Mortimer 发表于 2014-4-2 11:13
我感觉理论上应该是不存在上变频或者下变频的啊，计算结果是只会在一个频点上的，不知道为什么上下变 ...
实际中的希尔伯特变换和理想情况比是有误差的，如果你FIR滤波器是无限长，能够把希尔伯特变换的全波冲击响应都实现了就可以了。如果幅度和相位有误差，哪怕只是0.1度，都会导致边带抑制不是无穷大。 haley 发表于 2014-4-2 09:29
PLL只能对单一频率进行移相，对单一频率移相都是很好办的事情，如果信号中包含多个频率，PLL锁定哪一个频 ...
嗯，多频点只能用第三类线性相位FIR滤波器{:sweat:} haley 发表于 2014-4-2 09:29
PLL只能对单一频率进行移相，对单一频率移相都是很好办的事情，如果信号中包含多个频率，PLL锁定哪一个频 ...
嗯，多频点只能用第三类线性相位FIR滤波器{:sweat:} haley 发表于 2014-4-2 11:39
实际中的希尔伯特变换和理想情况比是有误差的，如果你FIR滤波器是无限长，能够把希尔伯特变换的全波冲击 ...
哦哦，明白了，非常感谢！
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