Научный руководитель Б. Ю. Рогаткин, к т. н., доцент




Скачать 25.45 Kb.
НазваниеНаучный руководитель Б. Ю. Рогаткин, к т. н., доцент
Дата04.03.2013
Размер25.45 Kb.
ТипДокументы
А.И.ПЫЖОВ

Научный руководитель – Б.Ю.РОГАТКИН, к.т.н., доцент

Московский инженерно-физический институт (государственный университет)


ПОЛИФАЗНЫЙ ЦИФРОВОЙ КИХ-ФИЛЬТР

ДЛЯ СИГМА-ДЕЛЬТА АЦП


Приведено описание оптимальной структуры цифрового КИХ-фильтра для применения в прецизионных АЦП по сигма-дельта архитектуре.


Разрабатывался цифровой фильтр для сигма-дельта АЦП. Стоит задача аппаратной реализации цифрового КИХ-фильтра, используя особенности построения сигма-дельта АЦП.

Основные операции, выполняемые с цифровым сигналом при фильтрации, это сдвиг, умножение и сложение [1]. Если реализация сдвига и сложения даже многоразрядных чисел в цифровой технике не вызывает трудностей, то операция цифрового умножения уже приводит к существенным затратам при аппаратной реализации. А учитывая, что порядок цифровых фильтров обычно достигает нескольких сотен, непосредственная реализация такого фильтра становится затруднительной, а при наличии ограничений по площади – даже невозможной.

Как известно [2], в сигма-дельта АЦП используется принцип передискретизации, то есть дискретизация входного сигнала с верхней частотой fm происходит не на частоте Найквиста fN = 2fs, а на частоте, существенно превышающей частоту Найквиста, fs = OSR*fN. Число OSR называется коэффициентом передискретизации и обычно имеет значения 32, 64, 128 или им кратные. Сигма-дельта модулятор формирует распределение шума, при котором основная его мощность находится в диапазоне fN…fs. Таким образом, цифровой фильтр выполняет функции децимации (снижения частоты следования выборок обрабатываемого сигнала) и отфильтровывает частоты выше fN, не несущие полезной информации.

Обычно при реализации сигма-дельта АЦП структура фильтрующего блока с децимацией состоит из нескольких каскадов CIC-фильтров и нескольких блоков КИХ-фильтра [3]. CIC-фильтры [4] позволяют эффективно реализовать существенную децимацию сигнала до обработки его КИХ-фильтрами. Именно этот факт позволяет существенно упростить аппаратную реализацию цифровых фильтров. Поскольку частота следования выборок обрабатываемого сигнала существенно снижается каскадами CIC-фильтров, фильтр может тактироваться по-прежнему высокой частотой. Вместо использования N цифровых умножителей, где число N равно порядку фильтра, можно использовать один-два умножителя, на которых будут выполнены все операции умножения за один период следования выборок входного сигнала. Обычно таких каскадов используется два и больше, и если каждый из них дополнительно децимирует сигнал на 2 или 4, следующий каскад может иметь вдвое или вчетверо больший порядок. Ещё большее преимущество можно получить, если учесть, что обычно используются симметричные КИХ-фильтры, и если до умножения сложить выборки, соответствующие равным коэффициентам, количество необходимых умножений снижается вдвое. Такая архитектура изображена на рис. 1.



Рис. 1. Предлагаемый вариант полифазного КИХ-фильтра

Таким образом, учитывая особенности реализации блока цифровой фильтрации в сигма-дельта АЦП была определена оптимальная для аппаратной реализации архитектура цифрового КИХ-фильтра, использующего для расчётов всего один блок цифрового умножения. Разработаны Verilog-модели этих фильтров, и их проверка с помощью САПР ModelTech Modelsim ™ показала, что они имеют те же частотные и импульсные характеристики, что и аналогичные КИХ-фильтры, построенные по канонической структуре.


Список литературы


  1. Wagner, Brian and Michael Barr. "Introduction to Digital Filters," Embedded Systems Programming, December 2002, pp. 47-48.

  2. У. Кестер, Дж. Брайэнт. Аналого-цифровое преобразование. М: Техносфера, 2007 г.

  3. Sangir P. Principles of Sigma-Delta modulation for analog-to-digital converters. 1990. Section 7.

  4. Lyons R. Understanding cascaded integrator-comb filters. Embedded Systems Programming, 2005.

Похожие:

Научный руководитель Б. Ю. Рогаткин, к т. н., доцент iconМагистерской диссертации и научный руководитель (консультант)
Название докторской диссертации и научный руководитель (консультант): Значение методов теории игр в решении экономических проблем...
Научный руководитель Б. Ю. Рогаткин, к т. н., доцент iconЕ. М. Шилова кгпу им. В. П. Астафьева, г. Красноярск Научный руководитель О. А. Гришина, к ф. н., доцент
В речи интонация реализуется на речевых отрезках (синтагмах), которые отделяются друг от друга с помощью пауз
Научный руководитель Б. Ю. Рогаткин, к т. н., доцент icon«формирование коммуникативно- компетентной личности» на 2006-2010 годы
Научный руководитель – кандидат педагогических наук, доцент кафедры общей педагогики Оренбургского государственного педагогического...
Научный руководитель Б. Ю. Рогаткин, к т. н., доцент iconИтоги X городской научной студенческой конференции «Молодежь. Наука. Общество» 1 марта 2012 г
Научный руководитель Царькова Стелла Борисовна, к э н., доцент, декан экономического факультета, зав кафедрой Налогообложения и экономики...
Научный руководитель Б. Ю. Рогаткин, к т. н., доцент iconВ. В. Лобынцева научный руководитель Ю. Н. Захаров, к ф. м н., доцент
Пластинка ориентируется под углом, обеспечивающим формирование заданной пространственной частоты полос голограммной структуры. Это...
Научный руководитель Б. Ю. Рогаткин, к т. н., доцент iconСтуденты, привлеченные к нир студенты младших курсов Кафедра вт
Блеч Екатерина Игоревна, студентка группы 8960, 3 курса, тема исследования: «Визуализация диаграмм скважин». Научный руководитель...
Научный руководитель Б. Ю. Рогаткин, к т. н., доцент iconА. С. Вишня научный руководитель Е. Б. Золотухина, к т. н., доцент
Ит-инфраструктуры компании, результат использования которой позволит разрабатывать модели для рационального управления процессом...
Научный руководитель Б. Ю. Рогаткин, к т. н., доцент iconСнижение риска техногенных катастроф за счет новых методов диагностики объектов
Руководитель проекта: научный руководитель лаборатории "Перспективные средства диагностики" к т н. Власов валерий тимофеевич
Научный руководитель Б. Ю. Рогаткин, к т. н., доцент iconС августа 2011 года на территории городов присутствия предприятий Госкорпорации «Росатом» стартует проект
Курирует проект Управление по работе с регионами Госкорпорации «Росатом» руководитель управления – Игорь Валерьевич Конышев. Руководитель...
Научный руководитель Б. Ю. Рогаткин, к т. н., доцент iconРеализация компетентностного подхода в обучении истории. Ерохина М. С., доцент пгпу, научный руководитель экспериментальной деятельности лицея Жалейко С. В., учитель истории
Например, для историко-обществоведческих дисциплин – это гражданско-правовая и социально-мировоззренческая компетентности. На индивидуальном...
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница