本文關鍵詞：基于FPGA可重構技術的FIR濾波器系統(tǒng)設計

  更多相關文章： FPGA可重構技術 靜態(tài)重構 濾波階數(shù)可調 查找表算法

【摘要】：在現(xiàn)代生產測試和教學實驗中,FIR數(shù)字濾波器被越來越廣泛的使用。隨著技術和性能的提升,用戶不僅需要濾波器具有高速運算能力且截至頻率和濾波類型都可調,還經常要求濾波器的濾波階數(shù)也能夠實現(xiàn)在線更改,但能夠實現(xiàn)這一功能的FIR濾波器價格都較為昂貴。本文針對這一問題,設計了一種低成本的、濾波階數(shù)能夠在線更改的高速FIR數(shù)字濾波器。近年來,集成電路制造技術獲得了快速發(fā)展,FPGA器件的集成度和運算速度不斷提高,同時價格不斷降低。FPGA器件支持在線可編程功能,具有系統(tǒng)擴展性強和移植性好等優(yōu)點�；贔PGA的靜態(tài)可重構技術是一種先進的、兼具高性能與靈活性的重構技術,具有運算速度快和開發(fā)周期短等優(yōu)點。本設計以CPLD器件作為控制中心,將FPGA靜態(tài)重構與CPLD器件結合起來,綜合運用FIR數(shù)字濾波模塊、程序存儲器件和模數(shù)轉換電路等完成了基于FPGA可重構技術的FIR濾波器系統(tǒng)設計。該設計采用了CPLD器件搭配FLASH器件的結構作為靜態(tài)可重構方案完成濾波器階數(shù)的改變,將濾波階數(shù)的調節(jié)轉換為FPGA器件中濾波模塊的調節(jié)。本設計為濾波器帶來了擴展設計的空間,通過改變FLASH器件中的濾波模塊讓本系統(tǒng)能夠實現(xiàn)更寬頻帶的濾波。此外,本設計采用了成熟的查找表算法完成濾波模塊設計,使系統(tǒng)的運算速度更快,也使系統(tǒng)硬件資源得到更充分的利用。仿真結果證明,該系統(tǒng)濾波階數(shù)可以在2的2~6整數(shù)次冪內在線改變,也能夠實現(xiàn)濾波類型和截至頻率的調整。系統(tǒng)達到設計預期并工作穩(wěn)定。
【關鍵詞】：FPGA可重構技術 靜態(tài)重構 濾波階數(shù)可調 查找表算法
【學位授予單位】：哈爾濱理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN791;TN713
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 研究目的及意義10-11
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.3 本文研究內容14-15
• 第2章 系統(tǒng)方案的確定15-22
• 2.1 系統(tǒng)總體方案設計15-17
• 2.1.1 FPGA可重構單元16
• 2.1.2 參數(shù)設置顯示單元16-17
• 2.1.3 信號調理單元17
• 2.2 各單元芯片的選擇17-21
• 2.2.1 CPLD器件的選擇17-18
• 2.2.2 FPGA器件的選擇18-20
• 2.2.3 A/D轉換芯片的選擇20
• 2.2.4 D/A轉換芯片的選擇20-21
• 2.2.5 FLASH器件的選擇21
• 2.3 本章小結21-22
• 第3章 可重構濾波器系統(tǒng)的硬件電路設計22-36
• 3.1 FPGA可重構單元的電路設計22-31
• 3.1.1 FPGA器件的電路設計22-25
• 3.1.2 串口芯片的電路設計25-26
• 3.1.3 存儲器件的電路設計26-29
• 3.1.4 CPLD器件的電路設計29-31
• 3.2 信號調理單元的電路設計31-33
• 3.2.1 A/D轉換電路設計31-32
• 3.2.2 D/A轉換電路設計32-33
• 3.3 電源部分的電路設計33-35
• 3.4 本章小結35-36
• 第4章 可重構濾波器系統(tǒng)軟件設計36-50
• 4.1 系統(tǒng)模塊總體設計36-37
• 4.2 配置控制模塊的設計37-38
• 4.3 串口通信模塊的設計38-42
• 4.3.1 波特率發(fā)生器的設計39-40
• 4.3.2 數(shù)據(jù)接收器的設計40-41
• 4.3.3 數(shù)據(jù)發(fā)送器的設計41-42
• 4.4 FLASH讀寫控制模塊的設計42-44
• 4.4.1 FLASH擦除模塊的設計43
• 4.4.2 FLASH寫模塊的設計43-44
• 4.4.3 FLASH讀模塊的設計44
• 4.4.4 FLASH控制模塊的整體設計44
• 4.5 FIR濾波文件輸入模塊44-46
• 4.5.1 移位模塊的設計45
• 4.5.2 查表模塊的設計45-46
• 4.6 FIR濾波文件乘模塊46-48
• 4.6.1 加模塊的設計47
• 4.6.2 反相器模塊的設計47-48
• 4.7 FIR濾波文件控制模塊和輸出模塊48-49
• 4.8 本章小結49-50
• 第5章 系統(tǒng)仿真測試50-60
• 5.1 模塊的仿真測試50-53
• 5.1.1 配置控制模塊的仿真測試50-51
• 5.1.2 FLASH擦除模塊的仿真測試51-52
• 5.1.3 FLASH讀模塊的仿真測試52-53
• 5.2 系統(tǒng)的仿真測試53-59
• 5.3 本章小結59-60
• 結論60-61
• 參考文獻61-65
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文65-66
• 致謝66

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 趙特;郭正安;羅安;周柯;范瑞祥;;混合注入式電力濾波器系統(tǒng)硬件研究及工程應用[J];計算技術與自動化;2006年04期

2 高軍;劉洪高;吳為麟;;基于CAN總線的晶閘管投切濾波器系統(tǒng)[J];低壓電器;2010年23期

3 馬立新;林家雋;肖川;魯奕;;電流突變抑制與智能化諧波檢測系統(tǒng)[J];電力系統(tǒng)及其自動化學報;2012年01期

4 李錦明;謝緒煜;馬游春;譚秋林;張慶志;;基于FPGA的FIR濾波器系統(tǒng)的設計[J];化工自動化及儀表;2011年08期

5 舒欣梅;張代潤;;一種消除有源電力濾波器系統(tǒng)振蕩的控制方法[J];電源技術應用;2003年05期

6 佟茂松;李樹廣;陳嵩;;智能控制有源電力濾波器系統(tǒng)研究[J];測控技術;2008年07期

7 史常勝;何軍紅;尹旭佳;;三相混合有源電力濾波器系統(tǒng)設計[J];工業(yè)儀表與自動化裝置;2014年02期

8 夏向陽;羅安;羅時武;;大功率單獨注入式有源電力濾波器系統(tǒng)工程實現(xiàn)[J];電力自動化設備;2010年04期

9 張婧霞;沈三民;翟成瑞;;基于FPGA乘法器的FIR濾波器系統(tǒng)設計[J];電視技術;2012年03期

10 王杰;申張亮;;基于FBD諧波檢測方法的有源電力濾波器系統(tǒng)設計[J];電工電氣;2010年08期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 舒欣梅;李偉;余建華;;有助于消除有源電力濾波器系統(tǒng)振蕩的控制方法[A];2005川渝地區(qū)自動化與電控技術學術年會論文集[C];2005年

2 何益宏;;有源電力濾波器系統(tǒng)仿真研究[A];系統(tǒng)仿真技術及其應用（第7卷）——'2005系統(tǒng)仿真技術及其應用學術交流會論文選編[C];2005年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 張序章;基于FPGA可重構技術的FIR濾波器系統(tǒng)設計[D];哈爾濱理工大學;2016年

2 譚恒;瞬時諧波檢測方法研究及有源電力濾波器系統(tǒng)設計[D];西安電子科技大學;2005年

3 韓曉萍;混合型數(shù)控有源電力濾波器系統(tǒng)設計[D];山東大學;2008年

，

本文編號：1101803