基于FPGA和DAC的数字程控放大器和滤波器

dac程控电压可调电路的工作原理 -回复

dac程控电压可调电路的工作原理-回复DAC（Digital-to-Analog Converter）程控电压可调电路是一种用于将数字信号转换为模拟电压信号的电路。

在很多应用中，我们需要将数字信号转换为模拟电压信号，以实现各种功能，比如音频处理、信号调制、控制系统等。

DAC电路的工作原理可以分为以下几个步骤：1. 数字信号输入：DAC电路通常通过数字输入端口接收来自数字信号源（比如微控制器、FPGA等）的数字信号。

这些数字信号可以是二进制表示的，也可以是其他自定义的编码方式。

2. 数字信号解码：接收到数字信号后，DAC电路会将其解码为相应的模拟电压值。

这个解码过程一般是通过查表的方式实现的，即根据输入的数字信号值，在一个预先定义好的查找表中找到对应的模拟电压值。

3. 数字信号转换：解码完成后，DAC电路将解码得到的模拟电压值转换为对应的模拟电压信号。

这个转换过程一般是通过电压控制电流源实现的。

例如，通过调节电流源产生的电流大小，可以实现对模拟电压信号的调整。

4. 输出电压滤波：为了保证输出的模拟电压信号质量，需要对其进行一定程度的滤波处理。

这个滤波过程一般是通过低通滤波器实现的，可以削弱或抑制高频成分，从而得到更为平滑的输出模拟电压信号。

通过以上几个步骤，DAC程控电压可调电路可以将输入的数字信号转换为与其数值对应的模拟电压信号。

这种转换可以实现信号的精确控制和调整，从而满足不同应用场景的需求。

在实际应用中，DAC电路的设计需要考虑一些重要的参数和特性。

其中包括分辨率、采样速率、电压范围、线性度、功耗等。

分辨率是指DAC能够提供的不同电压级别的数量，通常用位数表示，例如一个12位DAC可以提供4096个不同的电压级别；采样速率是指DAC每秒可以进行的数字信号采样次数，一般用Hz表示；电压范围是指DAC可以输出的模拟电压信号的范围，一般以伏特为单位；线性度是指DAC电路输出的模拟电压信号与输入的数字信号之间的线性关系程度；功耗是指DAC电路在工作过程中消耗的能量。

基于Altera FPGA和Quartus Ⅱ的程控滤波器与扫频测试仪的设计

…
…
…
…
一
竣应一３１Ｉ
基于ＡｌｔｅｒａＦＰＧＡ和Ｑｕａｒ．【ｕｓＩＩ的程控滤波器与扫频测试仪的设计
华中科技大学光学与电子信息学院熊炫
【摘要】本系统以ＡＪｔｃｒａ公司的ＦＰＧＡ和Ｎｎｉｓ１１）４３核心，采用运算放大器和模拟开关作为前级小信号放大器，以电流型ＤＡｃＴＬＣ７５２８：￣效为可变电阻，通过模拟电路构建传递函数实现可编程滤波，并通过ＦＰＧＡ查找表的方法数字合成正弦波通过ＤＡｃ输出，构建了一个放大、滤波和扫频测试综合性系统。可应用与现代测量和各种数据采集系统中。【关键词】ＦＰＧＡ；程控滤波；数字合成；扫频测试
＝ｘ。
由。＝与Ｊ＝１，得＝（），
由四片ＬＦ３５６和一片ＴＬＣ７５２８组成，其中ＬＦ３５６的增益带宽积为５ＭＨｚ，系统中的最高频率为５０ＫＨｚ，故增益带宽积选用ＬＦ３５６能满足要求。ＴＬＣ７５２８是电流型双数模转换芯片，数字电源采用５Ｖ供电，在电路中其等效为可变电阻。
其中滤波器的Ｑ值为：１．引言放大器和滤波器是现代电子系统的Ｑ＝㈤重要组成部分，其性能指标的优劣直接决定整个系统的性能。传统的放大器和滤波为得到平坦的巴特沃兹滤波器，则当器大部分是固定放大倍数和固定的截止频Ｑ＝ｏ．７０７时所对的即为低通截止频率。率。在许多工程领域中，信号频率范围是动态的，约在几Ｈｚ到几十ＫＨｚ之间，若按最大信号带宽下选择运算放大器的性能，会造成在较低信号频率下功耗浪费，因此对于ＴＬＣ７５２８－￣：需要可变截止频率的滤波器进行滤波。本系统利用运算放大器、ＦＰＧＡ、Ｄ／Ａ和ＬＣＤ等核心器件设计程控滤波器和扫频测试仪，其中扫频测试仪可用于对滤波器的测试。输入为ｍＶ级信号，电压增益６０ｄＢ，１０ｄＢ可调，误差小于２％。高通、ｆ成正比，Ｎ。为正数，为得到截止频率从低通滤波器的截止频率在１ｋＨｚ～３０ｋＨｚ，１到３Ｏ，则ｆ＝１０００ＮＨ／８，当ＮＢ＝２４０时，

基于FPGA的多通道语音信号处理系统实现

基于FPGA的多通道语音信号处理系统实现随着科技的不断发展，人们的生活也得到了极大的变化。

现在的人们更加注重高品质的音乐，同时也对语音信号处理有了更高的要求。

为了满足人们的需求，科学家们发明了一种基于FPGA的多通道语音信号处理系统，能够实现高效率的信号处理。

FPGA是什么？FPGA是Field Programmable Gate Array的缩写，中文名称为现场可编程门阵列。

FPGA可以根据用户的要求进行编程，从而实现特定的功能。

FPGA多通道语音信号处理系统的组成FPGA多通道语音信号处理系统由FPGA芯片、多路ADC、FPGA板、多路DAC等组成。

多路ADC是模数转换器（Analog-to-Digital Converter）的缩写，是一种将模拟信号转换为数字信号的装置。

多路ADC能够同时处理多个通道的模拟信号，将其转换为数字信号，为后续的数字信号处理提供了实时数据支持。

多路DAC是数字模拟转换器（Digital-to-Analog Converter）的缩写，是将数字信号转换为模拟信号的装置。

FPGA芯片是整个系统的核心，它的作用是根据用户要求进行编程，从而实现数字信号的处理和控制。

FPGA板是一个板子，上面集成了FPGA芯片、多路ADC和多路DAC，为整个系统提供了一起工作的基础。

多通道语音信号处理系统的功能FPGA多通道语音信号处理系统能够实现多种处理功能，例如滤波、降噪、分频、等化器等。

滤波滤波处理是将数字信号经过一系列滤波器，滤除干扰和杂音，使得数字信号更加纯净。

FPGA多通道语音信号处理系统可以通过滤波器对语音信号进行处理，使其更加清晰。

降噪降噪处理是去除语音信号中的背景噪音，例如环境噪音、电源噪音等。

FPGA多通道语音信号处理系统通过数字信号处理技术，对语音信号进行去噪，使其更加清晰。

分频分频处理是将语音信号分成不同频段进行处理。

FPGA多通道语音信号处理系统可以通过数字信号处理技术，将语音信号分成不同的频段，为后续处理提供便利。

基于FPGA和DAC的数字程控放大器和滤波器

放大器增益Ｋｙ为
Ｋｙ＝等一尝
㈤
放大器的增益Ｋｙ随输人数字量Ｄｏ的变化
而改变。如果想扩大增益动态范围，可以将８位
ＤＡＣ换为１２位ＤＡＣ，此时
Ｋｙ一铃一筹㈣
字编码Ｄ。控制。键入不同的Ｄ。就可以改变截止频率∞，，从而达到程控低通滤波器设计目的。其中，Ｒ＝１５ｋ１２，为ＤＡＣ０８３２内部反馈电阻的阻值。按照式（５）求解得到电容的容量一般偏大，实际使用的电容比理论计算得到的值小。在知道Ｄ－取最大值时的低通截止频率参数的情况下，可以通过试探的方法确定电容的容量。电容确定
参考文献(5条)
1.吴建平;李建强数字程控放大器设计与应用[期刊论文]-成都理工学院学报 2002(06) 2.吕常智;程卫波;王晓明步进程控放大器的CPLD实现[期刊论文]-山东科技大学学报(自然科学版) 2003(03) 3.肖勇一种数字控制的可编程多功能滤波器[期刊论文]-现代电子技术 2001(11) 4.金永贤一种新型程控信号放大器设计及其应用[期刊论文]-电测与仪表 2002(11) 5.程晓玲;雷淑英采用D/A转换器实现可编程放大器的设计[期刊论文]-天津科技大学学报 2005(02)
图２程控放大器电路图
输入信号接到ＤＡＣ０８３２的Ｒｆｂ引脚，放大器的输出接到ＤＡＣ０８３２的Ｖ。ｆ引脚。根据Ｄ／Ａ变换器Ｒ一２Ｒ网络结构特点和图中的连接方式，可得：
ｖｏＵＴ＝一掣ⅥＮ
（１）
。，，．、
Ｒ。
１
（４）
Ｋ·】＋ｉ竺
”’
∞一一急≤耘丽１
（５）
式中，ｒａｔ），是低通截止频率，它可以被输入数
３系统的软件设计
ＦＰＧＡ控制模块的软件编写采用了硬件描述语言ＶＨＤＬ。液晶显示部分和键盘模块的控制采用的是汇编语言。ＦＰＧＡ开发软件为Ａｈｅｒａ公司的ＱｕａｒｔｕｓＩＩ６．０。

基于FPGA的音频信号处理研究

基于FPGA的音频信号处理研究一、引言随着科学技术的不断发展，电子技术在各个领域中发挥着重要的作用，音频处理技术研究便是其中之一。

基于FPGA的音频信号处理极大地提高了音频信号处理的效率和精度。

二、基于FPGA的音频信号处理概述FPGA（现场可编程门阵列）是一种可编程数字嵌入式IC芯片，它可以采取不同的处理算法来执行各种任务。

而音频信号处理技术则是指对音频信号进行数字处理的过程，将信号处理为需要的形式。

在音频信号处理中，FPGA可以起到并行处理和高速计算的作用。

传统的数字信号处理器（DSP）对于音频信号处理能力较弱，而FPGA则可以通过自适应滤波器、FFT（快速傅里叶变换）、DWT（离散小波变换）等算法，以及直接的数字幅频滤波和数字滤波，对音频信号进行快速且精确的处理。

三、基于FPGA的音频信号处理算法1.自适应滤波器自适应滤波器是利用最小均方误差（LMS）算法的一种数字信号处理技术，它可以使得滤波器的系数根据收到的输入信号自动调整，使其输出信号与所需信号之间的误差最小。

自适应滤波器在音频降噪、语音增强等方面有着广泛的应用。

2.FFTFFT在音频信号处理中有着非常广泛的应用，如音频数据的频率分析、滤波和信号识别等。

FFT通过将时间域信号转换为频域信号，使得计算时间和内存要求大大降低。

3.DWTDWT是一种数字信号处理技术，可以将任意长度的信号转换为一组不同分辨率的信号，从高到低按照频率排列。

DWT在音频压缩、信号分析、音频滤波和语音增强等方面有着广泛的应用。

四、基于FPGA的音频信号处理应用1.音频降噪利用自适应滤波器对音频信号进行处理，可以达到良好的音频降噪效果。

2.音频识别FFT算法可以分析音频数据的频率特征，从而实现语音识别。

3.音频增强利用DWT算法可以将音频信号转换为不同分辨率的信号，并对信号进行分析和滤波，使得音频增强效果更加显著。

五、基于FPGA的音频信号处理发展趋势FPGA在音频信号处理中有着广泛的应用，同时随着FPGA硬件技术的快速发展，其计算能力和存储容量也日益增加。

基于 FPGA 的数字滤波器设计与实现

基于 FPGA 的数字滤波器设计与实现引言：数字滤波器是现代信号处理的重要组成部分。

在实际应用中，为了满足不同信号处理的需求，数字滤波器的设计与实现显得尤为重要。

本文将围绕基于 FPGA的数字滤波器的设计与实现展开讨论，介绍其工作原理、设计方法以及优势。

同时，还将介绍一些实际应用场景和案例，以展示基于 FPGA 的数字滤波器在实际应用中的性能和效果。

一、数字滤波器的基本原理数字滤波器是一种将输入信号进行滤波处理，改变其频谱特性的系统。

可以对频率、幅度和相位进行处理，实现信号的滤波、去噪、增强等功能。

数字滤波器可以分为无限脉冲响应滤波器（IIR）和有限脉冲响应滤波器（FIR）两种类型。

IIR滤波器是通过递归方式实现的滤波器，其输出信号与过去的输入信号和输出信号相关。

FIR滤波器则是通过纯前馈结构实现的，其输出信号仅与过去的输入信号相关。

两种类型的滤波器在性能、复杂度和实现方式上存在一定差异，根据具体的应用需求选择适合的滤波器类型。

二、基于 FPGA 的数字滤波器的设计与实现FPGA（Field-Programmable Gate Array）是一种可编程逻辑器件，通过可编程逻辑单元（PLU）、可编程连线（Interconnect）和可编程I/O（Input/Output）实现。

其可编程性使得 FPGA 成为数字滤波器设计与实现的理想平台。

1. FPGA的优势FPGA具有以下几个优势，使得其成为数字滤波器设计与实现的首选平台：灵活性：FPGA可以根据设计需求进行自定义配置，可以通过修改硬件逻辑来满足不同应用场景的需求。

可重构性：FPGA可以重复使用，方便进行修改和优化，减少芯片设计过程中的成本和风险。

高性能：FPGA具有并行处理的能力，可以实现多通道、高速率的实时数据处理，满足对于实时性要求较高的应用场景。

低功耗：FPGA可以进行功耗优化，通过减少冗余逻辑和智能布局布线来降低功耗。

2. 数字滤波器的实现方法基于 FPGA 的数字滤波器的实现方法主要有两种：直接法和间接法。

基于FPGA的FIR数字滤波器设计概要

基于FPGA的FIR数字滤波器设计摘要:文章介绍了CSD编码和流水线技术,将它们运用到VHDL语言编程中,设计了一个16阶8位输入17位输出的线性相位结构FIR数字滤波器,仿真结果符合要求。

最后比较了两种方法的使用在硬件资源和系统处理速度上的优缺点。

有限冲激响应(FIR数字滤波器和无限冲激响应(IIR数字滤波器广泛应用于数字信号处理系统中。

IIR数字滤波器方便简单,但它相位的非线性,要求采用全通网络进行相位校正,且稳定性难以保障。

FIR滤波器具有很好的线性相位特性,使得它越来越受到广泛的重视。

This article introduces CSD coding and production line technique, will they use to VHDL language programming, design of a 16th order 8-bit input 17 output of linear phase FIR digital filters, structural simulation results accord with the requirement. Last two methods were compared, the use of the system hardware resources and processing speed on the advantages and disadvantages. Finite impulse response (FIR digital filters and infinite impulse response (IIR digital filters widely used in digital signal processing system. IIR digital filter convenience simple, but it phase of the nonlinear requirements adopts full ventilation network phase calibration, and stability difficulty safeguards. FIR filters have very good linear phase characteristic, making it more and more extensive attention.关键词:FIR数字滤波器;线性相位;CSD编码;流水线技术1.引言数字滤波在图像处理、语音识别和模式识别等数字信号处理中占有重要地位。

基于FPGA_的数字滤波器设计

332023年4月上第07期总第403期信息技术与应用China Science & Technology Overview进行相乘后，再积分运算，去除时间无关的干扰信号，获I/O 资源，含一个LTC 1407A 模数转换器和一个收稿日期：2022-10-10作者简介：周钧（1987—），男，壮族，广西南宁人，硕士研究生，工程师、硬件设计师，研究方向：FPGA、网络通信。

基于FPGA 的数字滤波器设计周钧樊闯（中车大连电力牵引研发中心有限公司，辽宁大连 116000）摘要：本文主要对一种基于FPGA 技术的数字锁相滤波器的设计。

结合Xilinx 开发平台，根据噪声信号非时间相干特性进行数字滤波器设计，在SPARTAN-3E 硬件板上完成了硬件协同仿真测试，同时给出测试结果。

测试结果表明，该数滤波器的消除噪声满足技术要求。

关键词：FPGA ；非时间相干特性；数字滤波图1 数字滤波设计原理342023年4月上第07期总第403期信息技术与应用China Science & Technology Overview示器。

示波器Tektronix TPS 2024：带宽为200MHz，最高取样速率：2.0GS/s，具有4个通道。

信号发生器HM-8030：频率50MHz 至10MHz，具备高纯度和幅度稳定性。

3.基于FPGA 的数字滤波器设计3.1 设计框架FPGA 设计框架如图2所示。

块，滤波模块和LCD 显示模块这些二级模块组成；（5）各二级模块根据功能划分，将各自功能用VHDL 进行编码设计。

二级模块经过仿真实现，在顶层模块进行结合，实现一整套系统功能。

3.3.1 模数转换设计ADC 芯片将采集的模拟信号离散化为单个离散采样值。

再将采样值转为数字值，根据板卡搭载的ADC 芯片[4]simulation 仿真产生的模拟信号可以非常接近，但是始图3 测试验证（a）测试1（b）测试2China Science & Technology Overview信息技术与应用0,4 V(max 0,223 V)(max 0,239 V)(max 0,233 V)(max 0,214 V)(max 0,234 V)352023年4月上第07期总第403期。

基于FPGA的数字滤波器设计与实现

基于FPGA的数字滤波器设计与实现数字滤波器是信号处理中常用的工具，可以通过滤除不需要的频率成分或者增强需要的频率成分对信号进行处理。

在数字信号处理领域，基于FPGA的数字滤波器设计与实现是一项重要的研究课题。

本文将介绍FPGA数字滤波器的设计原理、实现方法和应用领域。

首先，我们来了解一下FPGA（可编程逻辑门阵列）是什么。

FPGA是一种可重构的硬件平台，它由大量的可编程逻辑门电路构成。

相比于传统的ASIC（专用集成电路）设计，FPGA具有更高的灵活性和可重构性，可以实现多种不同的电路功能。

在数字滤波器设计中，FPGA可以用来实现各种类型的滤波器，如低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。

FPGA数字滤波器的设计通常包括以下几个步骤：1. 规格定义：确定滤波器的工作频率范围、滤波器类型（如FIR滤波器或IIR滤波器）、滤波器阶数和滤波器的性能指标等。

2. 滤波器设计：根据规格定义，选择适合的滤波器结构和滤波器系数设计方法，如窗函数法、频率采样法或者最小二乘法等。

设计好的滤波器可以通过MATLAB等工具进行模拟验证。

3. 滤波器实现：将滤波器设计转化为可在FPGA上实现的硬件描述语言（如VHDL或Verilog）。

在这个步骤中，需要将滤波器结构转化为逻辑电路，并根据具体的FPGA平台选择适合的资源分配和布局策略。

4. 仿真验证：使用EDA（电子设计自动化）工具对滤波器进行仿真验证，确保其在FPGA上的功能和性能与设计规格一致。

5. 实际实现：将经过仿真验证的滤波器设计烧录到FPGA 芯片中，并进行实际的性能测试。

测试结果可以与仿真结果进行比较，来评估滤波器的实现质量。

FPGA数字滤波器的设计和实现具有以下几个优势：1. 高性能：FPGA提供了大量的逻辑资源和高速IO接口，可以实现复杂的滤波器结构和算法，并能够处理高速数据流。

2. 低功耗：相比于通用处理器，FPGA的功耗较低，可以在不牺牲性能的情况下降低系统的功耗。

基于fpga的滤波器设计与实现

基于fpga的滤波器设计与实现基于FPGA的滤波器设计与实现一、引言滤波器是信号处理中常用的一种工具，它可以通过剔除或增强信号中的特定频率分量来改变信号的特性。

而基于FPGA的滤波器是一种利用可编程逻辑器件FPGA来实现滤波功能的方法。

本文将介绍基于FPGA的滤波器的设计与实现过程。

二、滤波器的基本原理滤波器主要通过改变信号的频谱特征来实现滤波效果。

它可以分为两类：低通滤波器和高通滤波器。

低通滤波器通过剔除高频分量，保留低频分量；高通滤波器则相反，剔除低频分量，保留高频分量。

滤波器的设计需要根据具体的需求选择合适的滤波器类型和参数。

三、基于FPGA的滤波器设计与实现基于FPGA的滤波器设计与实现可以分为以下几个步骤：1. 确定滤波器类型和参数：根据实际需求，选择合适的滤波器类型和参数。

例如，如果需要设计一个低通滤波器，需要确定截止频率和滤波器阶数等参数。

2. 数字滤波器设计：将滤波器的模拟设计转化为数字滤波器的设计。

常见的数字滤波器设计方法有FIR滤波器设计和IIR滤波器设计。

FIR滤波器是一种无反馈的滤波器，具有线性相位特性；IIR滤波器则具有反馈结构，可以实现更高阶的滤波器。

3. 将数字滤波器转化为FPGA可实现的结构：将数字滤波器转化为FPGA可实现的结构，可以采用直接形式实现、级联形式实现或者管线化实现等方法。

其中，直接形式实现是最简单直观的方法，但其硬件资源占用较多；级联形式实现可以减少硬件资源的占用，但增加了延迟；管线化实现则可以兼顾硬件资源和延迟。

4. 使用HDL语言进行FPGA设计：使用HDL语言，如VHDL或Verilog，进行FPGA设计。

根据设计的结构和功能，编写相应的HDL代码。

在编写代码时，需要注意代码的可重用性和可维护性，以便后续的设计和调试。

5. 硬件验证和性能优化：完成HDL代码后，进行FPGA的硬件验证和性能优化。

通过仿真和验证，确保设计的正确性和稳定性。

同时，可以根据实际需求对硬件进行优化，如减小资源占用、降低功耗等。

基于FPGA的程控滤波器的设计

ｆｎｔｎｏｓｌｓｎｌａｐｉｃｔｎｃｔｏｅｕｎｙａｊｓｎａｄａｐｉｄｅｓｒｍｎ．ｈｍｌｅｏｕｅｉｕｃｏｆｍａｉａｍｌａｏ，ｕ－ｆｆｑｅｃｄｕｔｔｎｍｌｕｅｍａｕｅｅｔＴｅａｐｉｒｍｄｌｓｉｌｇｉｆｉｒｍｅｔｉｆａｈｅｅｙｕｉｇｖｒｂｅｇｉａｐｉｅＤ０，ｅｂｇｅｔａｎｃｎｒａｈ６ｄｗｔ０Ｂｇｉａｊｓｂｅａｄｔｅｇｉｃｉｄｂｓａａｌａｍｌｒ６３ｔｉｇｓｇｉａｃ０Ｂ，ｉ１ｄａｎｄｕｔｌ，ｎａｖｎｉｎｉｆＡｈｅｈａｈｎ
１２滤波器模块的设计与论证．
１方案论证与选择
ｌ１可变增益放大模块的设计与论证－
方案１数字电位器控制两级ＩＡ２：Ｎ１９级联。用ＦＧＰＡ控制数字电位器Ｄ１６Ｓ２７使其输出不同的阻值，作为高精度仪表放大器ＩＡ２Ｎ１９的反馈电阻。通过控制数字电位器来改变ＩＡ１９的放大倍数，从而实现放大器的增Ｎ２
ｃｔｆｆｑｅｃｒｍｋｏ３ｋ。ｎｅｅｒｒｉｅｓｔａ．％．ｅｉｅ，ｅａｐｉｄａｕｅｎｃｉｖｄｂｕ— ｏｒｕｎｙｆｏｌＨｚｔ０Ｈｚａｄｔｒｏｓｌｓｈｎ１５ｅｈＢｓｄｓｔｈｍ！ｕｅｍｅｓｒｍｅｔｉａｈｅｅｙｔｓｕｉｓＲＭＳｓｍｐｉｇｃｉＤ６７ａｄ１－ｉｐｒＵｌＡＸ１．ｓ￣ａｌｈｐＡ３ｎ２ｂｔａａｅＤＣＭＡ２ｎ０

一种基于fpga的farrow滤波器及其实现方法

一种基于fpga的farrow滤波器及其实现方法随着数字信号处理技术的飞速发展，FPGA（现场可编程门阵列）因其在并行处理和实时性方面的优势，被广泛应用于通信、雷达等领域。

Farrow滤波器作为一种高效的多速率信号处理工具，也在FPGA上得到了广泛实现。

本文将详细介绍一种基于FPGA的Farrow滤波器及其实现方法。

一、FPGA简介FPGA是一种高度集成的可编程数字逻辑器件，用户可以根据需求对其进行编程，实现各种数字信号处理算法。

FPGA具有灵活性强、开发周期短、并行处理能力强等特点，使其在数字信号处理领域具有广泛的应用前景。

二、Farrow滤波器原理Farrow滤波器是一种基于多项式插值的滤波器，可以实现多速率信号处理。

其核心思想是通过调整插值多项式的系数，实现对信号采样率的转换。

Farrow滤波器具有线性相位、低延迟、低复杂度等优点，适用于通信系统中的多速率信号处理。

三、基于FPGA的Farrow滤波器实现方法1.设计原理基于FPGA的Farrow滤波器实现方法主要包括三个部分：滤波器系数计算、插值操作和滤波操作。

首先，根据所需的插值倍数和滤波器阶数，计算滤波器系数；其次，通过插值操作对输入信号进行上采样；最后，利用计算出的滤波器系数对上采样后的信号进行滤波处理。

2.滤波器系数计算Farrow滤波器的系数计算可以通过多种方法，如最小二乘法、矩阵求逆等。

在实际应用中，可以根据滤波器性能要求和FPGA的资源限制，选择合适的计算方法。

计算得到的滤波器系数需要存储在FPGA的BRAM（块随机存储器）中，以供后续插值和滤波操作使用。

3.插值操作插值操作是Farrow滤波器的核心部分，其主要作用是将输入信号的采样率提高。

在FPGA中，插值操作可以通过流水线技术实现，提高处理速度。

插值倍数可以根据实际需求进行设置，如2倍、4倍等。

4.滤波操作滤波操作是对插值后的信号进行处理，以消除混叠效应和降低噪声。

在FPGA中，滤波操作通常采用分布式算法（DA）实现，以减少资源消耗和功耗。

基于fpga的滤波器设计与实现

基于fpga的滤波器设计与实现基于FPGA的滤波器设计与实现一、引言滤波器是信号处理中常用的工具，用于去除信号中的噪声或不需要的频率成分。

在数字信号处理中，滤波器可以通过软件算法实现，但随着现代电子技术的发展，使用基于FPGA的滤波器可以实现更高效、实时的信号处理。

本文将介绍基于FPGA的滤波器设计与实现的方法和步骤。

二、FPGA的基本原理FPGA（Field Programmable Gate Array）是一种可编程逻辑器件，由大量的逻辑门、存储单元和可编程连接组成。

FPGA的特点是可重构性强，可以根据需要编程实现各种逻辑功能。

在数字信号处理中，可以将滤波器的算法实现在FPGA中，利用其并行处理的能力来提高处理速度和效率。

三、滤波器的基本原理滤波器可以根据其频率响应的特点分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。

滤波器的设计目标是在保留需要的信号成分的同时，去除不需要的噪声或频率成分。

常用的滤波器设计方法有FIR滤波器和IIR滤波器。

四、基于FPGA的滤波器设计步骤1. 确定滤波器的类型和设计要求：根据信号处理的需求，确定滤波器的类型（低通、高通等）和性能指标（截止频率、通带衰减等）。

2. 确定滤波器的结构：选择合适的滤波器结构，如直接形式、级联形式等。

3. 设计滤波器的传递函数：根据滤波器的类型和设计要求，设计出满足要求的传递函数。

4. 将传递函数转化为差分方程：根据所选滤波器结构，将传递函数转化为差分方程。

5. 实现差分方程的计算：将差分方程转化为FPGA可以计算的形式，使用硬件描述语言（如Verilog、VHDL）编写计算模块。

6. 将计算模块综合到FPGA中：使用相应的工具将计算模块综合到FPGA中，生成比特流文件。

7. 下载比特流文件到FPGA：将生成的比特流文件下载到FPGA中，使其开始工作。

8. 测试和优化：对设计的滤波器进行测试，并根据测试结果进行优化，以满足设计要求。

基于FPGA的混合信号处理

基于 FPGA 的混合信号处理第一部分FPGA 架构与混合信号处理 (2)第二部分数字模拟转换器(DAC)在FPGA 中的应用 (5)第三部分模数转换器(ADC)与FPGA 集成 (9)第四部分FPGA 实现高速数据采集系统 (13)第五部分FPGA 中的信号处理算法优化 (16)第六部分FPGA 实现实时信号处理功能 (20)第七部分FPGA 在通信系统中的信号处理应用 (24)第八部分FPGA 混合信号处理的挑战与发展趋势 (28)第一部分FPGA架构与混合信号处理## 基于 FPGA 的混合信号处理### FPGA 架构概述现场可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array，简称 FPGA）是一种可通过用户配置实现多种数字逻辑功能的集成电路。

其核心由可配置逻辑块（CLBs）、输入/输出块（IOBs）以及互连资源组成。

CLBs 负责执行基本的逻辑运算，而 IOBs 则用于与外部世界进行通信。

这些模块通过一个灵活的布线矩阵相互连接，允许设计者根据特定应用需求定制硬件逻辑。

### FPGA 在混合信号处理中的应用优势混合信号处理涉及对模拟和数字信号的处理，包括信号采集、转换、滤波、放大、模数转换（ADC）和数模转换（DAC）等功能。

FPGA 具备以下优势：1.**并行处理能力**：FPGA 能够同时处理多个信号路径，提高处理速度。

2.**低延迟**：由于 FPGA 是硬件实现的逻辑，因此相比软件处理具有更低的延迟。

3.**灵活性**：FPGA 可以根据不同的应用场景快速重新配置，适应各种混合信号处理的需求。

4.**集成度高**：FPGA 内部集成了大量的逻辑单元和 I/O 接口，可以方便地集成 ADC/DAC 和其他功能模块。

5.**功耗效率**：FPGA 的设计可以实现高度优化的硬件逻辑，从而降低功耗。

### FPGA 架构与混合信号处理#### 1. 信号采集与转换在混合信号处理中，首先需要将模拟信号转换为数字信号进行处理。

基于单片机及FPGA的程控滤波器设计与实现

基于单片机及FPGA的程控滤波器设计与实现
滤波器是一种用来消除干扰杂讯的器件，可用于对特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除。

它在电子领域中占有很重要的地位，在信
号处理、抗干扰处理、电力系统、抗混叠处理中都得到了广泛的应用。

而对
于程控滤波器，该系统的最大特点在于其滤波模式可以程控选择，且-3dB截
止频率程控可调，相当于一个集多功能于一体的滤波器，将有更好的应用前景。

此外，系统具有幅频特性测试的功能，并通过示波器显示频谱特性，可
直观地反应滤波效果。

1方案论证与选择
1．1可变增益放大模块的设计与论证
方案1：数字电位器控制两级INA129级联。

用FPGA控制数字电位
器DS1267使其输出不同的阻值，作为高精度仪表放大器INA129的反馈电阻。

通过控制数字电位器来改变INA129的放大倍数，从而实现放大器的增益可调。

基于FPGA的高精度数字程控直流变换器设计

ｅｘｃｅｐｔｉｏｎａｌｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙａｎｄＳＯｏｎ，ｗｈｉｃｈｍａｋｅｓｉｔｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｉｆｅｌｄ．
基于ＦＰＧＡ的高精度数字程控直流变换器设计
张根苗，李斌，王群，王俊
（中国电子科技集团公司第四十一研究所电子信息测试技术安徽省重点实验室，安徽蚌埠２３３００６）
摘
要：精密仪器的快速发展对直流变换器品质提出愈来愈高的要求。为了获得稳定高性能直流输出，提出一种以
ＦＰＧＡ为核心的数字程控直流变换器。介绍了该变换器的总体方案，给出主要硬件电路和软件设计。实验结果表明，
该变换器具有输出精度高、纹波小、稳定性好和可靠性高等特点，能够满足电子测量领域的要求。
ｔｏａｃｈｉｅｖｅａｓｔａｂｌｅｏｐｅｒａｔｉｏｎａｎｄｈｉｇｈｐｅｆｏｒｒｍａｎｃｅＤＣｃｏｎｖｅｒｔｅｒ，ａｈｉｇｈｐｒｅｃｉｓｉｏｎｄｉｇｉｔｌａｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＤＣｃｏｎｖｅ￣ｅｒｂａｓｅｄｏｎＦＰ —

基于FPGA的IIR滤波器

基于FPGA的IIR滤波器基于FPGA的IIR滤波器by⽅阳版权声明：本⽂为博主原创⽂章，转载请指明转载地址1.说明写了那么多数字图像处理的，再写点其他的吧，今天写点FPGA的东西，是之前EDA做的综合⼤实验，拿出来和⼤家分享分享！先说⼀下，此篇⽂章是基于你有IIR滤波器的原理和FPGA语⾔（也就是Verilog HDL）基础上的！⾄于IIR滤波器的原理和Verilog HDL语⾔，我这⾥就不说了，⽹上有⼀⼤堆的资料可以观看，IIR可以看数字信号处理的书或直接百度，Verilog HDL推荐《Hello,FPGA》!申明⼀下，这边博客很长，请做好⼼理准备要感谢的⼈：感谢电⼦发烧⽹的⽜哥哥要炸天的指导，感谢⼩梅哥的指导，感谢Hello FPGA团队的书籍感谢，感谢，感谢说明：这个IIR滤波器我是⽤⼩梅哥的芯航线FPGA开发板——cyclone IV E EP4CE10F1708实现的，还⽤了他的ADDA模块——集成TLC1544 ADC采集芯⽚和TLC5620 DAC 输出芯⽚，软件平台是quartus13.0，测试⽤的是信号发⽣器和⽰波器。

这个共有⼀个顶层⽂件，⼗⼀个⼦⽂件，⼦⽂件其中⼀个是IIR滤波器的顶层⽂件。

拓扑图如下：2.参考代码相应的代码如下2.1 顶层⽂件IIR_FY_TOP.Vmodule IIR_FY_TOP(Clk,Rst_n,TLC5620_CLK,TLC5620_DATA,TLC5620_LOAD,TLC5620_LDAC,TLV1544_SDO,TLV1544_SDI,TLV1544_SCLK,TLV1544_NCS,TLV1544_FS,TLV1544_EOC);input Clk;input Rst_n;output TLC5620_CLK;output TLC5620_DATA;output TLC5620_LOAD;output TLC5620_LDAC;input TLV1544_SDO;output TLV1544_SDI;output TLV1544_SCLK;output TLV1544_NCS;output TLV1544_FS;input TLV1544_EOC;wire AD_DONE;wire [9:0]ADC_DATA;wire DATA_Valid;wire [10:0]CtrlWord;wire signed[15:0] din;wire signed[15:0] dout;TLV1544_CTRL TLV1544_CTRL0(.Clk(Clk),.Rst_n(Rst_n),.Do_Conv(1'b1), //开始转换使能信号.AD_DONE(AD_DONE), //转换完成信号 .ADC_CHSEL(4'b0), //通道选择.ADC_DATA(ADC_DATA), //采样结果 .DATA_Valid(DATA_Valid),.TLV1544_SDO(TLV1544_SDO),.TLV1544_SDI(TLV1544_SDI),.TLV1544_SCLK(TLV1544_SCLK),.TLV1544_NCS(TLV1544_NCS),.TLV1544_FS(TLV1544_FS),.TLV1544_EOC(TLV1544_EOC));ADC_to_filter ADC_to_filter0(.ADC_DATA(ADC_DATA),.din(din));myiir myiir0(.rst(Rst_n),.clk(Clk),.din(din),.dout(dout),.din_valid(DATA_Valid),.dout_valid());filter_to_DAC filter_to_DAC0(.dout(dout),.CtrlWord(CtrlWord));TLC5620_CTRL TLC5620_CTRL0(.Clk(Clk),.Rst_n(Rst_n),.UpdateReq(1'b1),.CtrlWord(CtrlWord),.UpdateDone(),.TLC5620_CLK(TLC5620_CLK),.TLC5620_DATA(TLC5620_DATA),.TLC5620_LOAD(TLC5620_LOAD),.TLC5620_LDAC(TLC5620_LDAC));endmodule2.2 TLV1544驱动TLV1544_CTRL.Vmodule TLV1544_CTRL(Clk,Rst_n,Do_Conv, //开始转换使能信号AD_DONE, //转换完成信号ADC_CHSEL, //通道选择ADC_DATA, //采样结果DATA_Valid,TLV1544_SDO,TLV1544_SDI,TLV1544_SCLK,TLV1544_NCS,TLV1544_FS,TLV1544_EOC);input Do_Conv; //开始转换使能信号input [3:0]ADC_CHSEL; //通道选择output reg [9:0]ADC_DATA; //采样结果output reg AD_DONE; //转换完成信号output reg DATA_Valid;input TLV1544_SDO;input TLV1544_EOC;output reg TLV1544_SDI;output reg TLV1544_SCLK;output reg TLV1544_NCS;output wire TLV1544_FS;assign TLV1544_FS = 1'b1;reg [7:0] LSM_CNT;//序列计数器reg [9:0] rADC_DATA;always@(posedge Clk or negedge Rst_n)if(!Rst_n)LSM_CNT <= 8'd0;else if(LSM_CNT <204 && (TLV1544_EOC == 1'b1) && (Do_Conv || LSM_CNT > 8'd0)) LSM_CNT <= LSM_CNT + 1'b1;else if(LSM_CNT < 204 && (TLV1544_EOC == 1'b0))LSM_CNT <= LSM_CNT;else if(LSM_CNT == 204 && (TLV1544_EOC == 1'b1))LSM_CNT <= 8'd0;always@(posedge Clk or negedge Rst_n)if(!Rst_n)beginrADC_DATA <= 10'd0;TLV1544_SDI <= 1'b0;TLV1544_SCLK <= 1'b0;TLV1544_NCS <= 1'b1;AD_DONE <= 1'b0;DATA_Valid <= 1'b0;ADC_DATA <= 10'd0;endelse begincase(LSM_CNT)0:beginrADC_DATA <= 10'd0;TLV1544_SDI <= 1'b0;TLV1544_SCLK <= 1'b0;TLV1544_NCS <= 1'b1;AD_DONE <= 1'b0;end1:beginTLV1544_NCS <= 1'b0;TLV1544_SDI <= ADC_CHSEL[3];end9:beginTLV1544_SCLK <= 1'b1;rADC_DATA[9] <= TLV1544_SDO;end19:beginTLV1544_SDI <= ADC_CHSEL[2];TLV1544_SCLK <= 1'b0;endrADC_DATA[8] <= TLV1544_SDO; end39:beginTLV1544_SDI <= ADC_CHSEL[1]; TLV1544_SCLK <= 1'b0; end49:beginTLV1544_SCLK <= 1'b1;rADC_DATA[7] <= TLV1544_SDO; end59:beginTLV1544_SDI <= ADC_CHSEL[0]; TLV1544_SCLK <= 1'b0; end69:beginTLV1544_SCLK <= 1'b1;rADC_DATA[6] <= TLV1544_SDO; end79:TLV1544_SCLK <= 1'b0;89:beginTLV1544_SCLK <= 1'b1;rADC_DATA[5] <= TLV1544_SDO; end99:TLV1544_SCLK <= 1'b0;109:beginTLV1544_SCLK <= 1'b1;rADC_DATA[4] <= TLV1544_SDO; end119:TLV1544_SCLK <= 1'b0;129:beginTLV1544_SCLK <= 1'b1;rADC_DATA[3] <= TLV1544_SDO; end139:TLV1544_SCLK <= 1'b0;149:beginTLV1544_SCLK <= 1'b1;rADC_DATA[2] <= TLV1544_SDO; end159:TLV1544_SCLK <= 1'b0;169:beginTLV1544_SCLK <= 1'b1;rADC_DATA[1] <= TLV1544_SDO; end179:TLV1544_SCLK <= 1'b0;//rADC_DATA[0] <= TLV1544_SDO;if(TLV1544_EOC)DATA_Valid <= 1'b1;elseDATA_Valid <= 1'b0;ADC_DATA <= {rADC_DATA[9:1],TLV1544_SDO}; end199:beginTLV1544_SCLK <= 1'b0;TLV1544_NCS <= 1'b1;end204:AD_DONE <= 1'b1;default:DATA_Valid <= 1'b0;endcaseendendmodule2.3 ADC转filter模块ADC_to_filter.Vmodule ADC_to_filter (ADC_DATA,din);input [9:0]ADC_DATA;output signed[15:0]din;assign din = ADC_DATA<<6;endmodule2.4 myiir模块myiir.Vmodule myiir(rst,clk,din,dout,din_valid,dout_valid,);input rst;input clk;input signed[15:0] din;input din_valid;output reg signed[15:0] dout;output reg dout_valid;wire signed[15:0] dout1;wire signed[15:0] dout2;wire signed[15:0] dout3;wire signed[15:0] dout4;wire signed[15:0] dout5;wire signed[15:0] dout_reg;wire din_valid1;wire dout_valid1;wire din_valid2;wire dout_valid2;wire din_valid3;wire dout_valid3;wire din_valid4;wire dout_valid4;wire din_valid5;wire dout_valid5;wire din_valid6;wire dout_valid6;assign din_valid1=din_valid; assign din_valid2=dout_valid1; assign din_valid3=dout_valid2; assign din_valid4=dout_valid3; assign din_valid5=dout_valid4; assign din_valid6=dout_valid5;//assign dout_prevalid=dout_valid1; myiir_first_step U1(.rst(rst),.clk(clk),.din(din),.dout(dout1),.din_valid(din_valid1),.dout_valid(dout_valid1));myiir_second_step U2(.rst(rst),.clk(clk),.din(dout1),.dout(dout2),.din_valid(din_valid2),.dout_valid(dout_valid2));myiir_third_step U3(.rst(rst),.clk(clk),.din(dout2),.dout(dout3),.din_valid(din_valid3),.dout_valid(dout_valid3));myiir_fourth_step U4(.rst(rst),.clk(clk),.din(dout3),.dout(dout4),.din_valid(din_valid4),.dout_valid(dout_valid4));myiir_fifth_step U5(.rst(rst),.clk(clk),.din(dout4),.dout(dout5),.din_valid(din_valid5),.dout_valid(dout_valid5));myiir_sixth_step U6(.rst(rst),.clk(clk),.din(dout5),.dout(dout_reg),.din_valid(din_valid6),.dout_valid(dout_valid6));always @(negedge rst,posedge clk) beginif(!rst) begindout<=16'd0;dout_valid=1'b0;endelse if(dout_valid6) begindout_valid=1'b1;dout<=dout_reg;endelse begindout<=dout;dout_valid=1'b0;endendendmodule2.5 filter转DAC模块filter_to_DAC.Vmodule filter_to_DAC(dout,CtrlWord);input signed[15:0] dout;output [10:0]CtrlWord;assign CtrlWord[7:0]=dout[7:0];assign CtrlWord[10:8]=3'b0;endmodule2.6 TLC5620驱动TLC5620_CTRL.Vmodule TLC5620_CTRL(Clk,Rst_n,UpdateReq,CtrlWord,UpdateDone,TLC5620_CLK,TLC5620_DATA,TLC5620_LOAD,TLC5620_LDAC);input Clk;input Rst_n;input UpdateReq;input [10:0]CtrlWord;output reg UpdateDone;output reg TLC5620_CLK;output reg TLC5620_DATA;output reg TLC5620_LOAD;output reg TLC5620_LDAC;reg [9:0] Cnt;always@(posedge Clk or negedge Rst_n) if(!Rst_n)Cnt <= 10'd0;else if(UpdateReq == 1 | (Cnt != 10'd0))begin if(Cnt == 10'd820)Cnt <= 10'd0;elseCnt <= Cnt + 10'd1;endelseCnt <= 10'd0;always@(posedge Clk or negedge Rst_n) if(!Rst_n)beginTLC5620_CLK <= 1'b0;TLC5620_DATA <= 1'b0;TLC5620_LOAD <= 1'b0;TLC5620_LDAC <= 1'b0;UpdateDone <= 1'b0;endelse begincase(Cnt)0:beginTLC5620_CLK <= 1'b0;TLC5620_DATA <= 1'b0;TLC5620_LOAD <= 1'b1;TLC5620_LDAC <= 1'b0;UpdateDone <= 1'b0;end10:beginTLC5620_CLK <= 1'b1;TLC5620_DATA <= CtrlWord[10]; end40: TLC5620_CLK <= 1'b0;70:beginTLC5620_CLK <= 1'b1;TLC5620_DATA <= CtrlWord[9]; end100: TLC5620_CLK <= 1'b0;130:beginTLC5620_CLK <= 1'b1;TLC5620_DATA <= CtrlWord[8]; end160: TLC5620_CLK <= 1'b0;190:beginTLC5620_CLK <= 1'b1;TLC5620_DATA <= CtrlWord[7]; end220: TLC5620_CLK <= 1'b0;250:beginTLC5620_CLK <= 1'b1;TLC5620_DATA <= CtrlWord[6]; end280: TLC5620_CLK <= 1'b0;310:beginTLC5620_CLK <= 1'b1;TLC5620_DATA <= CtrlWord[5]; end340: TLC5620_CLK <= 1'b0;370:beginTLC5620_CLK <= 1'b1;TLC5620_DATA <= CtrlWord[4]; end400: TLC5620_CLK <= 1'b0;430:beginTLC5620_CLK <= 1'b1;TLC5620_DATA <= CtrlWord[3]; end460: TLC5620_CLK <= 1'b0;490:beginTLC5620_CLK <= 1'b1;TLC5620_DATA <= CtrlWord[2]; end520: TLC5620_CLK <= 1'b0;550:beginTLC5620_CLK <= 1'b1;TLC5620_DATA <= CtrlWord[1]; end580: TLC5620_CLK <= 1'b0;610:beginTLC5620_CLK <= 1'b1;TLC5620_DATA <= CtrlWord[0]; end640: TLC5620_CLK <= 1'b0;670:TLC5620_LOAD <= 1'b0;800:TLC5620_LOAD <= 1'b1;820:UpdateDone <= 1'b1;default:;endcaseendendmodule2.7 myiir_first_step模块myiir_first_step.Vmodule myiir_first_step(rst,clk,din,dout,din_valid,dout_valid);parameter b0=16145;parameter b1=-23383;parameter b2=16145;parameter a1=-26283;parameter a2=14526;input rst;input clk;input signed[15:0] din;input din_valid;output signed[15:0] dout;output dout_valid;reg[4:0] cState,nState;reg signed[15:0] x_reg0;reg signed[15:0] x_reg1;reg signed[31:0] x_mul1;reg signed[31:0] x_mul2;reg signed[31:0] x_mul3;wire signed[15:0] x_int_mul1;wire signed[15:0] x_int_mul2;wire signed[15:0] x_int_mul3;reg signed[17:0] x_sum;wire signed[15:0] x_temp;reg signed[15:0] y_reg0;reg signed[15:0] y_reg1;reg signed[31:0] y_mul1;reg signed[31:0] y_mul2;wire signed[15:0] y_int_mul1;wire signed[15:0] y_int_mul2;reg signed[16:0] y_sum;wire signed[15:0] y_temp;reg signed[16:0] dout_sum;wire signed[15:0] dout_temp;always @(negedge rst,posedge clk) beginif(!rst) begincState<=0;endelse begincState<=nState;endendalways @(*) begincase(cState)0:if(din_valid) beginnState<=1;endelse beginnState<=0;end1:nState<=2;2:nState<=3;3:nState<=4;4:nState<=5;5:nState<=6;6:nState<=0;default:nState<=nState;endcaseendalways @(*) beginif(rst) begincase(cState)1:x_mul1=b0*din;2:beginx_mul2=b1*x_reg0;y_mul1=a1*y_reg0;end3:beginx_mul3=b2*x_reg1;y_mul2=a2*y_reg1;end4:beginx_sum=x_int_mul1+x_int_mul2+x_int_mul3; y_sum=y_int_mul1+y_int_mul2;end5:dout_sum=x_temp-y_temp;default:;endcaseendendalways @(cState) beginif(rst) beginif(cState==4) beginx_reg0<=din;x_reg1<=x_reg0;endelse beginx_reg0<=x_reg0;x_reg1<=x_reg1;endendelse beginx_reg0<=16'd0;x_reg1<=16'd0;endendalways @(cState) beginif(rst) beginif(cState==6) beginy_reg0<=dout;y_reg1<=y_reg0;endelse beginy_reg0<=y_reg0;y_reg1<=y_reg1;endendelse beginy_reg0<=16'd0;y_reg1<=16'd0;endendassign x_int_mul1=(x_mul1[31]^x_mul1[30])?x_mul1[31:16]:x_mul1[30:15];assign x_int_mul2=(x_mul2[31]^x_mul2[30])?x_mul2[31:16]:x_mul2[30:15];assign x_int_mul3=(x_mul3[31]^x_mul3[30])?x_mul3[31:16]:x_mul3[30:15];assign x_temp=(x_sum[17:15]==3'b000||x_sum[17:15]==3'b111)?x_sum[15:0]:(x_sum[17])?16'h8000:16'h7fff;assign y_int_mul1=(y_mul1[31]^y_mul1[30])?y_mul1[31:16]:y_mul1[30:15];assign y_int_mul2=(y_mul2[31]^y_mul2[30])?y_mul2[31:16]:y_mul2[30:15];assign y_temp=(y_sum[16:15]==2'b00||y_sum[16:15]==2'b11)?y_sum[15:0]:(y_sum[16])?16'h8000:16'h7fff;assign dout_temp=(dout_sum[16:15]==2'b00||dout_sum[16:15]==2'b11)?dout_sum[15:0]:(dout_sum[16])?16'h8000:16'h7fff; assign dout=(!rst)?16'd0:dout_temp;assign dout_valid=(cState==6 && nState==0)?1'b1:1'b0;endmodule2.8 myiir_second_step模块myiir_second_step.Vmodule myiir_second_step(rst,clk,din,dout,din_valid,dout_valid);parameter b0=13569;parameter b1=-18494;parameter b2=13569;parameter a1=-19700;parameter a2=9712;input rst;input clk;input signed[15:0] din;input din_valid;output signed[15:0] dout;output dout_valid;reg[4:0] cState,nState;reg signed[15:0] x_reg0;reg signed[31:0] x_mul3;wire signed[15:0] x_int_mul1;wire signed[15:0] x_int_mul2;wire signed[15:0] x_int_mul3;reg signed[17:0] x_sum;wire signed[15:0] x_temp;reg signed[15:0] y_reg0;reg signed[15:0] y_reg1;reg signed[31:0] y_mul1;reg signed[31:0] y_mul2;wire signed[15:0] y_int_mul1;wire signed[15:0] y_int_mul2;reg signed[16:0] y_sum;wire signed[15:0] y_temp;reg signed[16:0] dout_sum;wire signed[15:0] dout_temp;always @(negedge rst,posedge clk) beginif(!rst) begincState<=0;endelse begincState<=nState;endendalways @(*) begincase(cState)0:if(din_valid) beginnState<=1;endelse beginnState<=0;end1:nState<=2;2:nState<=3;3:nState<=4;4:nState<=5;5:nState<=6;6:nState<=0;default:nState<=nState;endcaseendalways @(*) beginif(rst) begincase(cState)1:x_mul1=b0*din;2:beginx_mul2=b1*x_reg0;y_mul1=a1*y_reg0;end3:beginx_mul3=b2*x_reg1;y_mul2=a2*y_reg1;end4:beginx_sum=x_int_mul1+x_int_mul2+x_int_mul3; y_sum=y_int_mul1+y_int_mul2;endendassign x_int_mul1=(x_mul1[31]^x_mul1[30])?x_mul1[31:16]:x_mul1[30:15];assign x_int_mul2=(x_mul2[31]^x_mul2[30])?x_mul2[31:16]:x_mul2[30:15];assign x_int_mul3=(x_mul3[31]^x_mul3[30])?x_mul3[31:16]:x_mul3[30:15];assign x_temp=(x_sum[17:15]==3'b000||x_sum[17:15]==3'b111)?x_sum[15:0]:(x_sum[17])?16'h8000:16'h7fff;assign y_int_mul1=(y_mul1[31]^y_mul1[30])?y_mul1[31:16]:y_mul1[30:15];assign y_int_mul2=(y_mul2[31]^y_mul2[30])?y_mul2[31:16]:y_mul2[30:15];assign y_temp=(y_sum[16:15]==2'b00||y_sum[16:15]==2'b11)?y_sum[15:0]:(y_sum[16])?16'h8000:16'h7fff;assign dout_temp=(dout_sum[16:15]==2'b00||dout_sum[16:15]==2'b11)?dout_sum[15:0]:(dout_sum[16])?16'h8000:16'h7fff; assign dout=(!rst)?16'd0:dout_temp;always @(cState) beginif(rst) beginif(cState==4) beginx_reg0<=din;x_reg1<=x_reg0;endelse beginx_reg0<=x_reg0;x_reg1<=x_reg1;endendelse beginx_reg0<=16'd0;x_reg1<=16'd0;endendalways @(cState) beginif(rst) beginif(cState==6) beginy_reg0<=dout;y_reg1<=y_reg0;endelse beginy_reg0<=y_reg0;y_reg1<=y_reg1;endendelse beginy_reg0<=16'd0;y_reg1<=16'd0;endendassign dout_valid=(cState==6 && nState==0)?1'b1:1'b0;endmodule2.9 myiir_third_step模块myiir_third_step.Vmodule myiir_third_step(rst,clk,din,dout,din_valid,dout_valid);parameter b0=10302;parameter b1=-11731;parameter b2=10302;parameter a1=-11633;input signed[15:0] din;input din_valid;output signed[15:0] dout;output dout_valid;reg[4:0] cState,nState;reg signed[15:0] x_reg0;reg signed[15:0] x_reg1;reg signed[31:0] x_mul1;reg signed[31:0] x_mul2;reg signed[31:0] x_mul3;wire signed[15:0] x_int_mul1;wire signed[15:0] x_int_mul2;wire signed[15:0] x_int_mul3;reg signed[17:0] x_sum;wire signed[15:0] x_temp;reg signed[15:0] y_reg0;reg signed[15:0] y_reg1;reg signed[31:0] y_mul1;reg signed[31:0] y_mul2;wire signed[15:0] y_int_mul1;wire signed[15:0] y_int_mul2;reg signed[16:0] y_sum;wire signed[15:0] y_temp;reg signed[16:0] dout_sum;wire signed[15:0] dout_temp;always @(negedge rst,posedge clk) begin if(!rst) begincState<=0;endelse begincState<=nState;endendalways @(*) begincase(cState)0:if(din_valid) beginnState<=1;endelse beginnState<=0;end1:nState<=2;2:nState<=3;3:nState<=4;4:nState<=5;5:nState<=6;6:nState<=0;default:nState<=nState;endcaseendalways @(*) beginif(rst) begincase(cState)1:x_mul1=b0*din;3:beginx_mul3=b2*x_reg1;y_mul2=a2*y_reg1;end4:beginx_sum=x_int_mul1+x_int_mul2+x_int_mul3;y_sum=y_int_mul1+y_int_mul2;end5: dout_sum=x_temp-y_temp;default:;endcaseendendassign x_int_mul1=(x_mul1[31]^x_mul1[30])?x_mul1[31:16]:x_mul1[30:15];assign x_int_mul2=(x_mul2[31]^x_mul2[30])?x_mul2[31:16]:x_mul2[30:15];assign x_int_mul3=(x_mul3[31]^x_mul3[30])?x_mul3[31:16]:x_mul3[30:15];assign x_temp=(x_sum[17:15]==3'b000||x_sum[17:15]==3'b111)?x_sum[15:0]:(x_sum[17])?16'h8000:16'h7fff;assign y_int_mul1=(y_mul1[31]^y_mul1[30])?y_mul1[31:16]:y_mul1[30:15];assign y_int_mul2=(y_mul2[31]^y_mul2[30])?y_mul2[31:16]:y_mul2[30:15];assign y_temp=(y_sum[16:15]==2'b00||y_sum[16:15]==2'b11)?y_sum[15:0]:(y_sum[16])?16'h8000:16'h7fff;assign dout_temp=(dout_sum[16:15]==2'b00||dout_sum[16:15]==2'b11)?dout_sum[15:0]:(dout_sum[16])?16'h8000:16'h7fff; assign dout=(!rst)?16'd0:dout_temp;always @(cState) beginif(rst) beginif(cState==4) beginx_reg0<=din;x_reg1<=x_reg0;endelse beginx_reg0<=x_reg0;x_reg1<=x_reg1;endendelse beginx_reg0<=16'd0;x_reg1<=16'd0;endendalways @(cState) beginif(rst) beginif(cState==6) beginy_reg0<=dout;y_reg1<=y_reg0;endelse beginy_reg0<=y_reg0;y_reg1<=y_reg1;endendelse beginy_reg0<=16'd0;y_reg1<=16'd0;endendassign dout_valid=(cState==6 && nState==0)?1'b1:1'b0;endmodule2.10 myiir_fourth_step模块myiir_fourth_step.Vmodule myiir_fourth_step(din_valid,dout_valid);parameter b0=6724;parameter b1=-4060;parameter b2=6724;parameter a1=-7317;parameter a2=2520;input rst;input clk;input signed[15:0] din;input din_valid;output signed[15:0] dout;output dout_valid;reg[4:0] cState,nState;reg signed[15:0] x_reg0;reg signed[15:0] x_reg1;reg signed[31:0] x_mul1;reg signed[31:0] x_mul2;reg signed[31:0] x_mul3;wire signed[15:0] x_int_mul1;wire signed[15:0] x_int_mul2;wire signed[15:0] x_int_mul3;reg signed[17:0] x_sum;wire signed[15:0] x_temp;reg signed[15:0] y_reg0;reg signed[15:0] y_reg1;reg signed[31:0] y_mul1;reg signed[31:0] y_mul2;wire signed[15:0] y_int_mul1;wire signed[15:0] y_int_mul2;reg signed[16:0] y_sum;wire signed[15:0] y_temp;reg signed[16:0] dout_sum;wire signed[15:0] dout_temp;always @(negedge rst,posedge clk) begin if(!rst) begincState<=0;endelse begincState<=nState;endendalways @(*) begincase(cState)0:if(din_valid) beginnState<=1;endelse beginnState<=0;end1:nState<=2;2:nState<=3;default:nState<=nState;endcaseendalways @(*) beginif(rst) begincase(cState)1:x_mul1=b0*din;2:beginx_mul2=b1*x_reg0;y_mul1=a1*y_reg0;end3:beginx_mul3=b2*x_reg1;y_mul2=a2*y_reg1;end4:beginx_sum=x_int_mul1+x_int_mul2+x_int_mul3;y_sum=y_int_mul1+y_int_mul2;end5: dout_sum=x_temp-y_temp;default:;endcaseendendassign x_int_mul1=(x_mul1[31]^x_mul1[30])?x_mul1[31:16]:x_mul1[30:15];assign x_int_mul2=(x_mul2[31]^x_mul2[30])?x_mul2[31:16]:x_mul2[30:15];assign x_int_mul3=(x_mul3[31]^x_mul3[30])?x_mul3[31:16]:x_mul3[30:15];assign x_temp=(x_sum[17:15]==3'b000||x_sum[17:15]==3'b111)?x_sum[15:0]:(x_sum[17])?16'h8000:16'h7fff;assign y_int_mul1=(y_mul1[31]^y_mul1[30])?y_mul1[31:16]:y_mul1[30:15];assign y_int_mul2=(y_mul2[31]^y_mul2[30])?y_mul2[31:16]:y_mul2[30:15];assign y_temp=(y_sum[16:15]==2'b00||y_sum[16:15]==2'b11)?y_sum[15:0]:(y_sum[16])?16'h8000:16'h7fff;assign dout_temp=(dout_sum[16:15]==2'b00||dout_sum[16:15]==2'b11)?dout_sum[15:0]:(dout_sum[16])?16'h8000:16'h7fff; assign dout=(!rst)?16'd0:dout_temp;always @(cState) beginif(rst) begincase(cState)4: beginx_reg0<=din;x_reg1<=x_reg0;enddefault:beginx_reg0<=x_reg0;x_reg1<=x_reg1;endendcaseendelse beginx_reg0<=16'd0;x_reg1<=16'd0;endendalways @(cState) beginif(rst) beginif(cState==6) beginy_reg0<=dout;y_reg1<=y_reg0;endelse beginy_reg0<=y_reg0;y_reg1<=y_reg1;endendendassign dout_valid=(cState==6 && nState==0)?1'b1:1'b0; endmodule2.11 myiir_fifth_step模块myiir_fifth_step.Vmodule myiir_fifth_step(rst,clk,din,dout,din_valid,dout_valid);parameter b0=3736;parameter b1=-2448;parameter b2=3736;parameter a1=-3526;parameter a2=921;input rst;input clk;input signed[15:0] din;input din_valid;output signed[15:0] dout;output dout_valid;reg[4:0] cState,nState;reg signed[15:0] x_reg0;reg signed[15:0] x_reg1;reg signed[31:0] x_mul1;reg signed[31:0] x_mul2;reg signed[31:0] x_mul3;wire signed[15:0] x_int_mul1;wire signed[15:0] x_int_mul2;wire signed[15:0] x_int_mul3;reg signed[17:0] x_sum;wire signed[15:0] x_temp;reg signed[15:0] y_reg0;reg signed[15:0] y_reg1;reg signed[31:0] y_mul1;reg signed[31:0] y_mul2;wire signed[15:0] y_int_mul1;wire signed[15:0] y_int_mul2;reg signed[16:0] y_sum;wire signed[15:0] y_temp;reg signed[16:0] dout_sum;wire signed[15:0] dout_temp;always @(negedge rst,posedge clk) beginif(!rst) begincState<=0;endelse beginalways @(*) begincase(cState)0:if(din_valid) beginnState<=1;endelse beginnState<=0;end1:nState<=2;2:nState<=3;3:nState<=4;4:nState<=5;5:nState<=6;6:nState<=0;default:nState<=nState;endcaseendalways @(*) beginif(rst) begincase(cState)1:x_mul1=b0*din;2:beginx_mul2=b1*x_reg0;y_mul1=a1*y_reg0;end3:beginx_mul3=b2*x_reg1;y_mul2=a2*y_reg1;end4:beginx_sum=x_int_mul1+x_int_mul2+x_int_mul3;y_sum=y_int_mul1+y_int_mul2;end5: dout_sum=x_temp-y_temp;default:;endcaseendendassign x_int_mul1=(x_mul1[31]^x_mul1[30])?x_mul1[31:16]:x_mul1[30:15];assign x_int_mul2=(x_mul2[31]^x_mul2[30])?x_mul2[31:16]:x_mul2[30:15];assign x_int_mul3=(x_mul3[31]^x_mul3[30])?x_mul3[31:16]:x_mul3[30:15];assign x_temp=(x_sum[17:15]==3'b000||x_sum[17:15]==3'b111)?x_sum[15:0]:(x_sum[17])?16'h8000:16'h7fff;assign y_int_mul1=(y_mul1[31]^y_mul1[30])?y_mul1[31:16]:y_mul1[30:15];assign y_int_mul2=(y_mul2[31]^y_mul2[30])?y_mul2[31:16]:y_mul2[30:15];assign y_temp=(y_sum[16:15]==2'b00||y_sum[16:15]==2'b11)?y_sum[15:0]:(y_sum[16])?16'h8000:16'h7fff;assign dout_temp=(dout_sum[16:15]==2'b00||dout_sum[16:15]==2'b11)?dout_sum[15:0]:(dout_sum[16])?16'h8000:16'h7fff; assign dout=(!rst)?16'd0:dout_temp;always @(cState) beginif(rst) begincase(cState)4: beginx_reg0<=din;x_reg1<=x_reg0;enddefault:beginx_reg0<=x_reg0;x_reg1<=x_reg1;endendcaseendelse beginx_reg0<=16'd0;always @(cState) beginif(rst) beginif(cState==6) beginy_reg0<=dout;y_reg1<=y_reg0;endelse beginy_reg0<=y_reg0;y_reg1<=y_reg1;endendelse beginy_reg0<=16'd0;y_reg1<=16'd0;endendassign dout_valid=(cState==6 && nState==0)?1'b1:1'b0; endmodule2.12 myiir_sixth_step模块myiir_sixth_step.Vmodule myiir_sixth_step(rst,clk,din,dout,din_valid,dout_valid);parameter b0=9119;parameter b1=9119;parameter a1=-4044;input rst;input clk;input signed[15:0] din;input din_valid;output signed[15:0] dout;output dout_valid;reg[4:0] cState,nState;reg signed[15:0] x_reg0;reg signed[31:0] x_mul1;reg signed[31:0] x_mul2;wire signed[15:0] x_int_mul1;wire signed[15:0] x_int_mul2;reg signed[16:0] x_sum;wire signed[15:0] x_temp;reg signed[15:0] y_reg0;reg signed[31:0] y_mul1;wire signed[15:0] y_int_mul1;reg signed[16:0] dout_sum;wire signed[15:0] dout_temp;always @(negedge rst,posedge clk) beginif(!rst) beginendendalways @(*) begincase(cState)0:if(din_valid) beginnState<=1;endelse beginnState<=0;end1:nState<=2;2:nState<=3;3:nState<=4;4:nState<=5;5:nState<=0;default:nState<=0;endcaseendalways @(*) beginif(rst) begincase(cState)1:x_mul1=b0*din;2:beginx_mul2=b1*x_reg0;y_mul1=a1*y_reg0;end3:beginx_sum=x_int_mul1+x_int_mul2;end4:begindout_sum=x_temp-y_int_mul1;enddefault:;endcaseendendassign x_int_mul1=(x_mul1[31]^x_mul1[30])?x_mul1[31:16]:x_mul1[30:15];assign x_int_mul2=(x_mul2[31]^x_mul2[30])?x_mul2[31:16]:x_mul2[30:15];assign x_temp=(x_sum[16:15]==2'b00||x_sum[16:15]==2'b11)?x_sum[15:0]:(x_sum[16])?16'h8000:16'h7fff;assign y_int_mul1=(y_mul1[31]^y_mul1[30])?y_mul1[31:16]:y_mul1[30:15];assign dout_temp=(dout_sum[16:15]==2'b00||dout_sum[16:15]==2'b11)?dout_sum[15:0]:(dout_sum[16])?16'h8000:16'h7fff; assign dout=(!rst)?16'd0:dout_temp;always @(cState) beginif(rst) beginif(cState==4) beginx_reg0<=din;endelse beginx_reg0<=x_reg0;endendelse beginx_reg0<=16'd0;endendalways @(cState) beginif(rst) beginif(cState==5) beginy_reg0<=dout;endelse beginy_reg0<=y_reg0;endend。

用FPGA实现程控有源滤波器配置

用FPGA实现程控有源滤波器配置
张国林;刘晔;胡光辉
【期刊名称】《电子设计应用》
【年(卷),期】2003(000)010
【摘要】本文采用VHDL对FPGA进行编程,并对可编程滤波芯片进行设置,以实现特定的滤波功能.滤波器可同时对两路模拟信号进行二阶、对一路模拟信号进行四阶滤波.在FPGA的控制下,可选择多种滤波模式和滤波参数.
【总页数】3页(P85-87)
【作者】张国林;刘晔;胡光辉
【作者单位】西安交通大学电气工程学院;西安交通大学电气工程学院;西安交通大学电气工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
【相关文献】
1.基于FPGA的混合有源滤波器和并联有源滤波器的性能分析 [J], 孙尧;李汉挺;张西中
2.基于DSP和FPGA实现的中性线有源滤波器重复学习控制 [J], 石峰;查晓明;孙建军
3.利用Altera增强型配置片实现FPGA动态配置 [J], 黄蕊
4.利用单板机+FPGA实现对FPGA的在线配置 [J], 李耀南;王谦
5.在有线电视中实现程控有源滤波器设计 [J], 秦迎春
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。