xilinx FPGA 平台实现数字信号 -- 低通滤波

xilinx FPGA 平台实现低通滤波效果:

  1. 生成一个10KHZ 叠加上100KHZ的信号,定义成data_all
  2. 使用1MHZ 采样频率,采取data_all 信号1024个点
  3. 试用低通滤波器 滤除100KHZ的信号,恢复出10KHZ信号

以下是matlab中实现:

matlab 复制代码
clc;
clear all;

FS = 1000000; 
N = 1024;
n = 1:1024;
t = 1/FS * n;

A1=1;
P1=0;
F1=10000;

A2=1;
P2=0;
F2=100000;

data1 = A1 * sin(2 *pi * t * F1) ;
data2 = A2 * sin(2 *pi * t * F2) ;

data_all = data1 + data2;

fix_data = fix(data_all/2 * (2^15-1) + (2^15-1));

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%生成dat文件%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
fid = fopen("fix_data.dat",'w');

for i=1:N 
    fprintf(fid,"%x\n",fix_data(i));
end

fclose(fid);

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

subplot (511);
plot(data1);

subplot (512);
plot(data2);

subplot (513);
plot(data_all);

a = 50000 * 2 /FS;
b = fir1(50,a,'low');
subplot (514);
stem(b);

data_f = filter(b,1,data_all);
subplot (515);
plot(data_f);

在FPGA中实现fir低通滤波的效果:

1.matlab 产生的 data_all 信号的 dat文件

2.FPGA中的RAM 存储 这个dat文件数据

3.配置 fir IP 核,加载 matlab 产生的 滤波系数

a.matlab 输入 fdatool 出现 滤波器 设置窗口,如下图

b. 设置好,可以看到下图在50k左边几乎是没有衰减的,右边频率经过 -40db的衰减。100倍的衰减,20db代表10倍衰减。

c. 送入 fir IP 数据都是 整数,没有小数,所以需要设置 下图参数为定点数,小数设置为0

d.生成 xilinx 平台需要的 coe 文件


4.仿真

使用vivado 仿真效果:上图是data_all 信号

下图是滤波后波形:

1.发现相位和data_all信号有偏差,相位是随机的,没有办法调整;

2.前50周期空窗期,没有意义,与滤波器阶数有关;

  1. 需要注意 fir IP 会对输入信号增益放大到一定倍数,所以最后IP核出来的数据需要缩小相应倍数
相关推荐
坏孩子的诺亚方舟14 小时前
FPGA系统架构设计实践15_高云Arora V系列时钟体系
fpga开发·系统架构
FPGA小徐19 小时前
入门 CNN 结构全解析|从流程图理论到 FPGA Verilog 硬件实现(含习题带讲解)
fpga开发
FPGA小徐20 小时前
FPGA 数字信号处理:并行 FIR 与串行滤波器设计原理、对比与完整 Verilog 实现
fpga开发
Saniffer_SH2 天前
【高清视频】Gen6 服务器还没到,Gen6 SSD 怎么测?Emily 现场演示三种测试环境
人工智能·驱动开发·测试工具·缓存·fpga开发·计算机外设·压力测试
zlinear数据采集卡2 天前
双核架构深度解析:ARM+FPGA如何让数据采集卡实现500Ksps高性能?
arm开发·fpga开发·架构
9527华安2 天前
FPGA实现GTH Transceivers Wizard传输2路视频,基于aurora 8b10b编解码架构,提供4套工程源码和技术支持
fpga开发·gth·aurora 8b10b·transceivers
FPGA小徐3 天前
FPGA 数字信号处理(二):并行 FIR 滤波器的 Verilog 全流程设计与实现
fpga开发
国科安芯3 天前
基于AS32S601ZIT2型抗辐照MCU的商业航天卫星姿态确定与控制系统研究
单片机·嵌入式硬件·安全·fpga开发·架构·risc-v
ALINX技术博客3 天前
【黑金云课堂】FPGA技术教程FPGA基础:I2C 总线通信技术
fpga开发·i2c
Hello-FPGA3 天前
Xilinx KU040 FPGA Camera Link 图像采集
c++·fpga开发