基于FPGA過采樣技術及實現(xiàn)
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圖4為
時，原型濾波器、整形濾波器、壓制虛像濾波器和最后獲得的插值濾波器的幅度響應，原型濾波器為FIR切比雪夫濾波器。從圖4(a)可以看出，虛像出現(xiàn)的位置與平均濾波器的零點位置對齊，從而抑制了虛像。由于太小，平均濾波器的旁瓣寬度較大，陷波帶大于虛像帶寬，導致虛像的抑制沒有達到濾波器要求的阻帶衰減。但是，虛像所處頻率與過采樣頻率相當，此處出現(xiàn)的噪聲僅為量化噪聲，此處衰減特性只要將其抑制到ADC分辨率提高后的量化噪聲水平，即滿足過采樣的要求。例如：ADC分辨率經過采樣后提高6位，其要求的衰減特性為-36.1dB，而圖4(a)插值濾波器虛像處的衰減為52dB，足以滿足大部分設計的要求。
插值濾波器在過采樣中的實現(xiàn)的流程為：在原型濾波器進行K倍內插后，再做K點的平均濾波即可?？瓷先バ枰獌刹讲拍軐崿F(xiàn)低通濾波，實際上，由于整形和平均濾波的特性，我們可以一步完成濾波。由式(3)可知，整形子濾波器的輸出為：
為下抽取及計算方便，將整形濾波器的長度從
，改為KLp 。由于FIR濾波器系數(shù)的不敏感性，這樣做并不會影響濾波器特性。則插值濾波器的輸出為：
由式(4-9)可知，插值濾波器輸出是將K點值平均后，再與原型濾波器系數(shù)加權平均的結果?？梢钥闯?，實現(xiàn)方式很簡單。
過采樣技術在FGPA的實現(xiàn)
一些通用的數(shù)據(jù)采集模塊需要實現(xiàn)多種信號的測量，注重模塊的通用性，因此，放大、濾波等信號預處理電路這樣的個性事物是不被允許存在的。將過采樣技術應用于通用模塊，省略信號預處理電路，根據(jù)信號特點，選取合適的過采樣率和下抽取率，平衡最終采樣率和分辨率，來獲取要求的測量精度。根據(jù)通用模塊的要求，設計了圖5所示結構來實現(xiàn)通用模塊的過采樣技術。
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