基于FPGA的自适应滤波器的制作方法

基于fpga的自适应滤波器
技术领域
1.本实用新型涉及基于fpga的自适应滤波器。


背景技术：

2.滤波技术是信号处理中的一种基本方法和技术，尤其数字滤波技术使用广泛，数字滤波理论的研究及其产品的开发一直受到很多国家的重视。从总的来说滤波可分为经典滤波和现代滤波。经典滤波要求已知信号和噪声的统计特性，如维纳滤波和卡尔曼滤波。现代滤波则不要求己知信号和噪声的统计特性，如自适应滤波。


技术实现要素：

3.本实用新型提供的基于fpga的自适应滤波器，能够自动根据干扰信号的特征，对混合信号中的干扰信号进行滤除。
4.根据本实用新型实施例的一方面，提供一种基于fpga的自适应滤波器，包括：将混合信号由模拟信号转化为数字信号的第一a/d转换模块；将干扰信号由模拟信号转化为数字信号的第二a/d转换模块；根据所述干扰信号的特征将所述混合信号中的所述干扰信号滤除的fpga；将经所述fpga滤除了所述干扰信号的信号转化为模拟信号的d/a转换模块；对所述d/a转换模块输出的信号进行滤波的滤波器；以及将所述滤波器输出的信号进行放大的放大器。
5.在一些示例中，所述第一a/d转换模块采用ads805模数转换芯片。
6.在一些示例中，所述第二a/d转换模块采用ads805模数转换芯片。
7.在一些示例中，所述fpga采用cyclone iv e:ep4ce40f23c8。
8.在一些示例中，所述d/a转换模块采用dac904数模转换芯片。
9.在一些示例中，所述滤波器为ua741的五阶巴特沃斯滤波器。
10.在一些示例中，所述放大器采用opa690芯片。
附图说明
11.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。
12.图1示出了基于fpga的自适应滤波器的框图。
13.图2示出了a/d转换模块电路图。
14.图3示出了d/a转换模块电路图。
15.图4示出了放大器电路图。
具体实施方式
16.图1示出了基于fpga的自适应滤波器的框图，其包括第一a/d转换模块、第二a/d转换模块、fpga、d/a转换模块、滤波器和放大器，所述第一a/d转换和所述fpga通过有线方式
依次连接，所述第二a/d转换和所述fpga通过有线方式依次连接，所述fpga、所述d/a转换、所述滤波器和所述放大器通过有线方式依次连接。
17.所述第一a/d转换模块用于将混合信号由模拟信号转化为数字信号，并传输至所述fpga。所述第二a/d转换模块用于将可能的干扰信号由模拟信号转化为数字信号，并传输至所述fpga。所述fpga用于根据所述干扰信号的特征对所述混合信号进行自适应滤波处理滤除，以滤除所述干扰信号，提取出有用信号。所述d/a转换模块用于将经所述fpga滤除了所述干扰信号的信号转化为模拟信号。所述滤波器用于将所述d/a转换模块输出的信号进行滤波。所述放大器用于将所述滤波器输出的信号进行放大。
18.所述第一a/d转换模块、所述第二a/d转换模块可采用ads805模数转换芯片。所述fpga可采用cyclone iv e:ep4ce40f23c8，保证系统的小巧以及满足系统性能需求。所述d/a转换模块可采用dac904数模转换芯片。所述滤波器可为ua741的五阶巴特沃斯滤波器。所述放大器可采用opa690芯片。
19.如图2所示，在a/d转换电路中，ths4151差动放大器将信号放大传至ads805，ads805芯片负责模数转换，信号经过ths4151后会形成差分信号进入ads805中进行转换。lm1117为稳压芯片，用于给ads805供电。由于ads805的时钟信号输入的高电平要比一般的时钟信号要高，因此需要sn74lv1t126dbvr来抬升外部输入的时钟信号的电平。
20.如图3所示，在d/a转换电路中，使用dac904将fpga输出的14位数字信号转换为模拟信号。先使用lm1117芯片将5v的供电电源转变为3.3v作为dac904的电源；由于dac904输出的是电流信号，需要用电阻将电流信号转变为电压信号，再输入到由opa690组成的差分放大电路中，实现正负电压的相减，将最终信号放大输出。
21.如图4所示，在所述放大器电路中，采用opa690实现信号放大。


技术特征：
1.一种基于fpga的自适应滤波器，其特征在于，包括：将混合信号由模拟信号转化为数字信号的第一a/d转换模块；将干扰信号由模拟信号转化为数字信号的第二a/d转换模块；根据所述干扰信号的特征将所述混合信号中的所述干扰信号滤除的fpga；将经所述fpga滤除了所述干扰信号的信号转化为模拟信号的d/a转换模块；对所述d/a转换模块输出的信号进行滤波的滤波器；以及将所述滤波器输出的信号进行放大的放大器。2.根据权利要求1所述的基于fpga的自适应滤波器，其特征在于，所述第一a/d转换模块采用ads805模数转换芯片。3.根据权利要求1所述的基于fpga的自适应滤波器，其特征在于，所述第二a/d转换模块采用ads805模数转换芯片。4.根据权利要求1所述的基于fpga的自适应滤波器，其特征在于，所述fpga采用cyclone iv e:ep4ce40f23c8。5.根据权利要求1所述的基于fpga的自适应滤波器，其特征在于，所述d/a转换模块采用dac904数模转换芯片。6.根据权利要求1所述的基于fpga的自适应滤波器，其特征在于，所述滤波器为ua741的五阶巴特沃斯滤波器。7.根据权利要求1所述的基于fpga的自适应滤波器，其特征在于，所述放大器采用opa690芯片。

技术总结
公开了一种基于FPGA的自适应滤波器，包括：将混合信号由模拟信号转化为数字信号的第一A/D转换模块；将干扰信号由模拟信号转化为数字信号的第二A/D转换模块；根据所述干扰信号的特征将所述混合信号中的所述干扰信号滤除的FPGA；将经所述FPGA滤除了所述干扰信号的信号转化为模拟信号的D/A转换模块；对所述D/A转换模块输出的信号进行滤波的滤波器；以及将所述滤波器输出的信号进行放大的放大器。使用FPGA作为核心部件，通过对干扰信号的特征进行提取，从而对混合信号进行自适应滤波，提取出有用信号。有用信号。有用信号。


技术研发人员：刘朔扬
受保护的技术使用者：武汉大学
技术研发日：2021.03.01
技术公布日：2021/10/23