对于a(n)的高位组合,单位积P2可以建立同样的组合表。将P1和P2移位相加,即可得到滤波器的输出结果。在此例中采用的是2位二进制的权系数和输入样本,对于高精度的权系数和输入样本,只不过是增加更多的单位积P3,P4,…等等。
实际操作过程中,基于FPGA的FIR滤波器通过三步完成,第一步将输入信号x(n)进行移位延迟,形成n阶抽头,再将相互对称的抽头相加得到滤波器抽头;第二步在FPGA中构造ROM,差模电感器按前一步产生的滤波器抽头进行查表运算;最后将所有位的查表运算结果移位相加得到滤波器输出y(n)。
3 试验结果分析
采用Altera公司的FPGA器件EPF1扁平型电感0K30实现10阶的带通FIR滤波器进行试验。A/D采样频率为40 MHz,精度为1一体成型电感器2位,声波中心频率为5M-Hz。A/D采样得到的原始声波信号如图3所示。经过FIR滤波器处理后的声波信号如图4所示。
试验结果表明,采用FPGA实现的FIR滤波器有效地消弱了噪声干扰,在保证实时性的基础上,为后期处理提供了可靠的数据。
4 结论
针对超声波信号中的噪声采用基于FPGA的FIR滤波,提高了硬件电路的集成度,并取得了良好的消噪效果。在硬件实现过程中采用查表方法替代滤波过程中的乘法插件电感运算,节省了占用的片内资源,提高了处理速度。同时由于采用了并行硬件算法,其处理速度远高于CPU或DSP上的程序处一体成型贴片电感理速度。
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