IIR数字程控滤波器

news/2024/10/31 1:23:15/

  该作品为2007年全国电子设计大赛D题,题目要求如下:
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

  这个东西的目的就是做一个截止(中心)频率可调,通带类型可调(低通,高通)的程控滤波器,大二上学期用运放搭的状态变量滤波器实现过该功能,这次打算学习一下数字滤波器的实现,顺便把程控滤波器的题目再做一遍。
  实现数字滤波可以用单片机或者FPGA,一开始没有头绪,不知道用啥,所以打算边做边看。
  一开始就看中了IIR(无限冲激响应)滤波器,为啥呢,,因为有传递函数,设计方法和模拟滤波器差不多,,相对熟悉,,
  在网上找了两天资料,SystemView,DSPBuilder都看了下,,发现还是手写代码好,然后看了下matlab的simulink,打算先用simulink仿真下,看看效果、找找感觉,,折腾了两天,于是有了下面的东西。。。
在这里插入图片描述
图1,画的simulink仿真图,,串联型,并联型都试了下,,发现还是串联的好使
在这里插入图片描述
图2,仿真结果,完美的实现了预期要求,,
于是就开始用C语言按照这个simulink的结构图又仿真了下,,效果不错,于是开始写FPGA代码了
在这里插入图片描述
图3,modelsim仿真结果
在这里插入图片描述
图4,仿真的各种数据,调试的很大一部分工作量就是拿这里面的数据和C语言仿真的数据做对比,看哪一步出问题了,然后改,,最后改完了,几百万个仿真数据和C语言仿真数据一个不差,,这种感觉真舒服,,,
在这里插入图片描述
图5、quartus最后综合出来的模块图
在这里插入图片描述
图6,signalTab仿真,,同样,和C语言仿真结果一模一样的

图
图7,滤波器内部结构图,滤波器的系数全存放在RAM里面,FPGA滤波计算时从RAM中读取系数,单片机通过SPI接口修改RAM内数据,从而达到程控功能。

  FPGA完成了,再就是单片机部分了,FPGA实现了可以更改滤波器各级系数的功能,但是系数哪里来呢,刚开始是查表,,比如要实现低通,截止频率1Khz,2Khz的两种滤波器,就用matlab生成这两种滤波器的系数,然后存放到单片机里面,但这样显然不太方便,于是大二放寒假后写了一个IIR滤波器设计函数库,可以直接根据滤波器指标生成巴特沃斯、切比雪夫I型、切比雪夫II型滤波器的系数,这样就方便多了,这个函数库可以实现100阶以内的巴特沃斯、切比雪夫Ⅰ型、切比雪夫Ⅱ型滤波器系数生成,通带类型可实现高通、低通、带通、带阻。

在这里插入图片描述
图8、三个函数,分别可以生成巴特沃斯、切比雪夫I型、切比雪夫II型滤波器系数
在这里插入图片描述
图9、负责约束滤波器指标的结构体

在这里插入图片描述
图10、利用这个代码库和C# WPF模仿matlab的filter designer写了一个小工具,可以实现filter designer的部分功能,还可以生成matlab验证代码,图中右边部分即为小工具生成系数对应的数字滤波器的幅频特性和相频特性。
在这里插入图片描述
图11,部分代码


http://www.ppmy.cn/news/456010.html

相关文章

python控制程控电源_程控电源原理_程控电源的用途浅谈

程控电源简介 程控电源指通过外部控制来设定输出电压、输出电流的稳压、稳流或稳压/稳流的电源。程控河试电源采用微机控制,技术先进,全程控、全按键操作,体积小、重量轻、携带方便,既可用于实验室,也可以现场使用。 程…

MAX262程控滤波器

一、简介。 MAX262内部有两个独立的程控滤波器,均可设置低通、高通、带通、带阻、全通,中心频率和Q值可调。 中心频率有64个档位可调,Q值有128个档位可调。 中心频率f0由采样频率FCLK和FN决定,最大不超过140KHz。 Q值由QN决定…

c#集成程控电源SCPI 命令( 德国EA)

public class EAPowerControl { #region 常用变量 /// <summary> /// 输出日志接口 /// </summary> private IPrintAction printAction; private static readonly string readError "SYST:ERR?"; // 读取错误…

分级输出四路带保护程控电源设计与实现

目录 中文摘要………………………………………………….………………………………………….…VI 外文摘要………………….…………………………….………………………………………….…VII 1 引言 1 1.1 选题背景 1 2 系统综述 2 2.1文献综述 2 2.1.1稳定电压输出与可调电压技…

ArduPilot开源代码之AP_InertialSensor_Backend

ArduPilot开源代码之AP_InertialSensor_Backend 1. 源由2. 设计3. 实例BMI2703.1 AP_InertialSensor_BMI2703.2 probe3.3 init3.4 start3.5 read_fifo3.6 update 4. 总结5. 参考资料 1. 源由 惯性传感器是飞控关于姿态最重要的一个传感器。从复杂度角度看&#xff0c;除了数据…

python控制程控电源_如何对程控电源进行编程控制

代码解读。以上代码示范了如何使用visa API连接并控制仪器读写。 line 1~3 包含必须的头文件和库文件 line 8~11 定义变量&#xff0c;ViStatus用来检查仪器初始化及读写状态 ViSession 用来定义Visa库资源句柄 ViUint32 用来定义读写字符长度 ViBuf 用来定义读取仪器缓冲区 Li…

程控电阻白皮书(一)

目录 什么是可编程电阻&#xff1f; 市场和科技力量 可编程电阻模块的分类和参数介绍 需要更高的精度? 需要了解更多请联系ltthkaco.com。进入正题: 仔细想想&#xff0c;我们的日常生活有很多传感器控制的场景。传感器能保证冰箱里的食物保持低温状态&#xff0c;外出跑…

基于DAC0832的程控衰减器

基于DAC0832的程控衰减器 文章目录 基于DAC0832的程控衰减器一、需求分析&#xff1a;二、主要元器件&#xff1a;三、设计流程四、工作原理4.1完整原理图4.2仿真环境4.3基准源 2.56V4.4基准源 0.02V4.5衰减电路4.6放大电路4.7模式切换 五、程序代码六、相关资料下载 一、需求分…