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使用FPGA实现可编程数字滤波器系统的论文说明

消耗积分:0 | 格式:rar | 大小:0.36 MB | 2021-01-15

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　　本系统基于开关电容滤波器原理，以单片机和FPGA为控制核心制作程控滤波器。系统前级放大器由固定增益放大威廉希尔官方网站 和程控D/A衰减器组成，采用集成开关电容可编程滤波器芯片max262作为主体滤波器，利用归一化思想设计四阶无源椭圆型低通滤波器，以DDS技术产生扫频信号制作幅频特性测试仪。本系统扩展了带通、带阻滤波器设置，截止频率处波形失真度测量和频谱分析等功能，以键盘和LCD显示作为人机交互，界面友好。

　　在数字信号处理领域，滤波器的设计是必不可少的，但在不同的场合对滤波器的要求是不同的。本文针对这个问题，提出了用数字的方法来控制和设计相应的滤波器，并将滤波器设计时所要用的到幅频分析仪集成到本系统中，让本系统的实用性大大增加。本系统还能利用FPGA实现的FFT对信号进行特定频点的频谱和失真分析度分析，为所设计的滤波提供更多的特性分析，扩大了应用范围。 另外，系统以四阶无源椭圆型低通滤波器的幅频特性作为本系统的自校正标准，大大提高了系统的适应性。

　　放大器的选择与论证

　　方案一：采用增益可控的运放AD603。通过改变AD603增益控制引脚的电压差实现程控放大。但一阶的AD603不能满足增益最高60dB的要求，如果进行级联，实现0～60dB的增益动态范围，需要考虑AD603的衰减特性作增益分配，不便于计算和控制。

　　方案二：采用固定增益放大加D/A程控衰减的方法。首先对信号进行足够增益的放大，然后利用DAC输出信号与参考电压的比例关系，从参考端输入信号，通过改变控制字达到对输出信号衰减控制的目的。此方案只要选择合适的DAC，就可以达到高精度和高灵敏度的增益控制，配合前级信号预放大，可实现增益可程控的放大器。

　　由于系统对增益控制精度要求较高，所以本系统采用方案二。

 

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