基于FPGA的FIR滤波器在超声导波接收系统中信号降噪的应用

在超声导波接收系统中,为了抑制采集信号中的噪声,在超声导波接收系统信号采集端,设计基于FPGA的FIR数字滤波器对信号进行滤波处理.介绍FIR滤波器的数学原理,讨论了在FPGA中实现并行结构FIR滤波器的方法.利用MATLAB设计FIR滤波器,并在FPGA中利用Verilog编程实现该滤波器.在Model Sim中进行仿真,能够达到滤波要求.结果表明:在开发的系统中对设计的FIR滤波器进行实际超声导波信号测试,能够实现良好的滤波.     

基于数字滤波的电容层析成像数据采集系统设计与实现

针对电容层析成像ECT(electrical capacitance tomography)数据采集系统中的高频噪声干扰问题,在对ECT系统数据采集与控制原理分析的基础上,基于数字滤波原理和FPGA技术,设计了一个基于数字滤波与FPGA技术相结合的改进分布式算法FIR低通数字滤波器。该滤波器的采样频率为1.5 MHz、通带截止频率为20 MHz,选则窗函数设计方法,利用Matlab中的FDATool工具箱对滤波器系数进行提取与量化,最后利用Quarters对实例进行仿真验证,实验结果表明,FIR数字滤波器能够实现数据采集系统中高频信号的滤波功能,与传统DA算法的滤波器相比,具有占用资源消耗小及采集速度快等特点。     

基于FPGA的抗混叠FIR数字滤波器的设计与实现

提出了基于FPGA的抗混叠FIR数字低通滤波器的设计与实现.利用Matlab和FDATool设计并确定FIR滤波器的系数,通过Altera DSP Builder和Matlab/Simulink完成滤波器模块的设计和仿真,DSP Builder可将设计好的滤波器模块直接转换成在FPGA上实现滤波器所需的VHDL语言,并在Quartus Ⅱ平台上进一步完成该滤波器的仿真和FPGA实现.最后对叠加有混叠频率成分的的电网电压信号进行滤波仿真,结果表明,滤波器符合设计要求.这种利用DSP Builder将Matlab和Quartus Ⅱ设计工具结合起来进行FIR数字滤波器设计的方法简单有效,所生成的滤波器模块可移植性好.     

基于改进的分布式算法实现FIR滤波器

给出改进的分布式算法实现数字FIR滤波器,用Matlab／Simulink DSPBuilder和QuartusⅡ建模、仿真,以FPGA为硬件载体直接实现FIR滤波器。结果表明该方案既节省了FPGA的硬件资源又提高了系统速率。     

结构健康监测系统中FIR滤波器的设计

针对结构健康无线传感器网络监测系统中,需要对节点数据进行预处理问题,采用FPGA（field-programmable gate array）为硬件平台,设计了FIR（finite impulse response）数字滤波器,对节点的数据进行数字滤波处理.设计中利用MATLAB/Simulink、DSP Builder软件对数字滤波器进行建模、滤波系数计算、系统模型仿真和生成相应的VHDL工程文件;利用Quartus-II软件对工程文件进行综合、编译和调试,并且生成相应的底层原理图模块.通过对1 kHz和4 kHz的两个正弦波混合信号进行仿真滤波表明,4 kHz的高频干扰信号被有效地滤除,实现了FIR滤波器的性能.将生成的VHDL代码下载到FPGA中,实现了基于FPGA的FIR滤波器设计.     

一类逻辑器件实现FIR数字滤波器电路模型

主要研究时域可编程逻辑器件(FPGA)上实现低通有限冲激响应(FIR)数字滤波器结构.在分析了FIR数字滤波器的基本理论的基础上,利用Matlab设计出原型滤波器,使用全串行分布式算法作为滤波器的硬件实现算法,外围辅以单片机电路和FPGA进行通讯,并且给出了详细的算法编程和仿真波形图.突破了并行处理与流水级数的限制,可以很好地实现信号处理的实时性.同时,开发程序的可移植性好,可以缩短开发周期;数据的配置灵活,可以应用到不同的场合.     

二维滤波器分布式算法结构的改进与实现

针对数字滤波器对现场可编程门阵列(FPGA)的资源利用率过低的现状,对Meher等人提出的二维分布式有限长单位冲激响应(FIR)滤波器结构进行了改进,增加了延时模块,用二进制位权乘法(*2n)替代移位相加结构.提出了基于二维分布式算法的两种设计结构:"延时型"和"改进型",并且应用FPGA实现了这两种结构.根据"改进型"和"延时型"两种结构分别设计了3,7,15,31,63阶Ⅱ型线性FIR滤波器.为验证"改进型"FIR滤波器的设计效果,应用Altera DE2开发板及其配套的AD/DA子板进行测试,结果显示:设计好的滤波器完全滤除了通带外信号,实现了带通滤波的目标.     

一种高速FIR数字滤波器的VLSI设计与实现

讨论了一种快速的FIR数字滤波器在VLSI中实现的设计方法.采用基于快速滤波算法(FFAs)的并行滤波器结构,提高了滤波器的工作速度;并结合算法强度缩减技术,降低了硬件面积占用和功率消耗.实验结果表明,采用这种方法可以灵活处理综合的硬件面积占用和速度的约束关系,使设计达到最优.该方法适用于高速和硬件面积要求下的数字滤波模块的VLSI实现.     

一种高速FIR数字滤波器的VLSI设计与实现

讨论了一种快速的FIR数字滤波器在VLSI中实现的设计方法.采用基于快速滤波算法(FFAs)的并行滤波器结构,提高了滤波器的工作速度;并结合算法强度缩减技术,降低了硬件面积占用和功率消耗.实验结果表明,采用这种方法可以灵活处理综合的硬件面积占用和速度的约束关系,使设计达到最优.该方法适用于高速和硬件面积要求下的数字滤波模块的VLSI实现.     

基于IP Core的FIR数字滤波器的FPGA实现

介绍使用EDA工具及IP Core开发基于FPGA的FIR数字滤波器,采用去伪延迟控制器,截除因滤波器延迟产生的伪信号.使用FDATool工具设计FIR数字滤波器,利用现有的IP Core在FPGA器件上实现滤波器设计,借助ChipScope Pro工具验证实现结果.整个过程方便、快捷;去伪延迟控制器效果明显.     

基于EPGA的FIR滤波器设计与仿真

介绍了数字滤波器理论及其常见实 现方法的基础,提出了一种基于EPGA的高效实现方案''该方案采用对称结构,加法、乘法运算和级联技术,利EPGA 芯片Maxplus软件对该方案进行了仿 真验证。结果表明基于EPGA的实现方案速度快、实时性好%节省硬件资源,具有重要的工程应用价值。     

基于ARM控制的心电显示系统的设计

介绍了一种采用LPC2368主控芯片和点阵式LCD显示器设计的LCD心电显示系统,它能准确清晰地显示心电波形.同时在嵌入式系统中进行了数字滤波算法的程序设计,包括一种基于ARM微处理器的块FIR数字滤波器的实现方法、中位值滤波算法和算术平均滤波法.     

基于FPGA和DSP Builder的FIR数字滤波器设计

针对FIR数字滤波器的基本原理和结构特点,利用DSP Builder软件设计了一个低通的32阶FIR数字滤波器,并对此进行功能仿真,同时将该设计下载到FPGA中进行硬件测试。测试结果表明,采用该方法设计FIR滤波器简单易行,可缩短设计进程,设计出的滤波器性能稳定、可靠,达到了预期目标。     

高阶FIR多带阻数字滤波器优化设计研究

研究了FIR线性相位滤波器的幅频特性与余弦基函数神经网络算法之间的关系,给出了FIR高阶多带阻数字滤波器的优化设计实例,提出并证明了神经网络算法的收敛性定理.仿真结果表明,算法不仅是有效的,而且在FIR高阶数字滤波器优化设计领域具有很大的优越性.且算法不涉及逆矩阵的计算,有效解决了国内外其它优化设计方法无法设计高阶FIR线性相位滤波器的问题.     

一种具有任意倍升采样的高速率脉冲成型算法

针对高速数字通信系统中实现任意倍采样率的信号脉冲成型滤波问题,文章提出一种基于查找表思想的可灵活改变采样率的高速通用实现算法.该算法采用FIR滤波器结构,通过将不同采样率转换映射为对查找表地址的寻址问题,实现一定范围内的任意倍采样率的灵活变换;同时结合流水线结构和改进的全并行分布式算法,实现高速率脉冲成型滤波功能,并在硬件平台上进行验证.所提算法具有占用资源低、实现速率高、性能稳定、且可在一定范围实现任意倍可变采样率的特点.     

基于FPGA的车辆振动信号提取方法

为了从车辆复杂噪声背景中实时提取陀螺仪的有效振动信号,在分析弱信号特征提取方法的基础上,针对自适应滤波算法处理相关信号时收敛速度降低的缺点,提出一种适用于FPGA（Field Programmable Gata Ar-ray）的自适应步长LMS（Least Mean Square）算法。该算法通过建立步长和误差信号相关值之间的非线性关系,使步长仅与输入有用信号相关,降低算法对噪声的敏感度。实验以收敛速度和计算复杂度两个指标对该算法与其他改进算法进行比较,并以真实车辆振动信号提取结果分析验证该算法对车载环境噪声和陀螺仪自身噪声都有较好抑制。在用算法计算基础上,以FPGA平台提出并实现一种可扩展滤波器结构。设计采用一阶滤波单元重用方式完成多阶累加计算,在目前最大规模FPGA芯片上实现8～256阶滤波器。实验表明,该设计充分利用芯片内逻辑资源,处理速度快,可靠性高,并适用于车辆中低速行驶姿态测量系统。     

基于CPLD的线性相位FIR滤波器优化设计

通过建立有限脉冲响应(FIR)滤波器的离散数学模型，提出了基于复杂可编程逻辑器件(CPLD)的FIR滤波器的一种优化设计方案和新算法。实验结果表明，系统响应速度快，占用硬件资源小，在保证线性相位的前提下，具有良好的控制精度。