Алгоритм расчета цифрового фильтра для сигма-дельта ацп




Скачать 21.79 Kb.
НазваниеАлгоритм расчета цифрового фильтра для сигма-дельта ацп
Дата04.03.2013
Размер21.79 Kb.
ТипДокументы

УДК 681.5+621.38(06) Автоматика и электроника в атомной технике

А.И. ПЫЖОВ

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

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»


АЛГОРИТМ РАСЧЕТА ЦИФРОВОГО

ФИЛЬТРА ДЛЯ СИГМА-ДЕЛЬТА АЦП


Приведено описание алгоритма расчета цифрового фильтра для применения в прецизионных АЦП по сигма-дельта архитектуре.


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

Метод передискретизации позволяет эффективную аппаратную реализацию высокоразрядных аналого-цифровых преобразователей (АЦП) для сравнительно низкочастотных сигналов. Основными задачами при проектировании цифрового фильтра для сигма-дельта АЦП являются выбор архитектуры и расчёт коэффициентов. При этом необходимо предусмотреть простоту реализации и минимизацию используемой площади на кристалле.

Как известно [1], цифровой фильтр в сигма-дельта АЦП выполняет функции децимации (снижения частоты следования выборок обрабатываемого сигнала) и отфильтровывает частоты выше частоты Найквиста, не несущие полезной информации. Одним из эффективных способов выполнения существенной децимации цифрового сигнала является cascaded integrator-comb filter, или CIC-фильтр [2]. Однако АЧХ такого фильтра не позволяет достичь достаточного ослабления в полосе заграждения, поэтому CIC фильтры обычно [3] используются совместно с несколькими каскадами КИХ-фильтров. Типичная схема блока цифрового фильтра показана на рис. 1.



Рис. 1. Схема цифрового фильтра


Расчетным параметром CIC-фильтра является количество каскадов цифровых интеграторов и дифференциаторов. Оно вычисляется по следующей формуле:

,

где Bout – выходная разрядность; N – количество каскадов (порядок);
R – коэффициент децимации; M – дифференциальная задержка (обычно выбираемая равной 1), Bin – разрядность сигнала на входе фильтра.

Расчёт коэффициентов КИХ-фильтров производится в САПР MatLab™ по алгоритму Паркса-Макклиллана [1] исходя из необходимых параметров АЧХ. Эти параметры, в свою очередь, зависят от характеристик сигма-дельта модулятора, таких как частотный диапазон, порядок, коэффициент передискретизации, а также от требуемой разрядности выходного кода. На рис. 2 показан пример спектральных характеристик сигналов модулятора 1-го порядка и выходного сигнала АЦП с фильтром, рассчитанным по описанному выше алгоритму. Характеристики получены с помощью САПР Cadence™.



Рис. 2. Спектральные характеристики входного и выходного сигналов фильтра


Из приведенных на рис. 2 спектральных характеристик видно, что высокочастотный шум, выведенный сигма-дельта модулятором в область высоких частот, задерживается цифровым фильтром. Отношение сигнал/шум выходного сигнала в диапазоне, ограниченном теоремой Найквиста, достигает 74 дБ, что соответствует достоверности 12-и разрядов. При использовании модулятора более высокого порядка можно ожидать достоверности до 20-и разрядов и выше.

Список литературы

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

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

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



Похожие:

Алгоритм расчета цифрового фильтра для сигма-дельта ацп iconНаучный руководитель Б. Ю. Рогаткин, к т. н., доцент
Приведено описание оптимальной структуры цифрового ких-фильтра для применения в прецизионных ацп по сигма-дельта архитектуре
Алгоритм расчета цифрового фильтра для сигма-дельта ацп iconИнструкция по эксплуатации
На модуле установлены 4 микросхемы ad7714 (24-разрядный сигма-дельта ацп фирмы Analog Devices) и 8-ми битный risc процессор avr фирмы...
Алгоритм расчета цифрового фильтра для сигма-дельта ацп iconСекция “Методы статистического моделирования естественных, технических и социально-экономических объектов и задачи оптимального управления”
Ящим окном, использующий экспоненциальную обработку входных значений сигнала. Предложенный алгоритм исследуется аналитически в случае,...
Алгоритм расчета цифрового фильтра для сигма-дельта ацп iconЛабораторная работа №2: Спроектировать полную электрическую схему ацп различных типов. Спроектировать топологию основных элементов ацп
Лабораторная работа №1: Спроектировать электрические схемы основных элементов ацп различных типов (табл. 1). Спроектировать топологию...
Алгоритм расчета цифрового фильтра для сигма-дельта ацп iconАцп для измерения формы случайного электрического сигнала
Проектирование восьмиразрядного быстродействующего ацп для наблюдения формы сигнала снимаемого с фэу
Алгоритм расчета цифрового фильтра для сигма-дельта ацп iconДельта- гепатит
Это одна из немногих отечественных работ обобщающего характера, посвященная проблеме дельта- инфекции. Она будет интересна как теоретикам,...
Алгоритм расчета цифрового фильтра для сигма-дельта ацп iconП ротивогаз фильтрующий пфмг-96
Противогазовые фильтры, кроме фильтра дот м 460, для дополнительной защиты от аэрозолей по заказу комплектуются противоаэрозольным...
Алгоритм расчета цифрового фильтра для сигма-дельта ацп iconCv денис Четвериков Общая информация
Экспертиза во области цифрового телевидения, ip-коммуникаций и интернет-технологий. Знание российского и мирового рынка цифрового...
Алгоритм расчета цифрового фильтра для сигма-дельта ацп iconРабочее задание и методические указания
Цепь обратной связи оу схема пассивного rc-фильтра монтируется на наборном поле пулара. Расположение элементов фильтра представлено...
Алгоритм расчета цифрового фильтра для сигма-дельта ацп iconГлюконо-дельта-лактон (гдл) Е575
Глюконо-дельта-лактон (гдл) является внутренним эфиром глюконовой кислоты. Глюконовая кислота изготавливается способом ферментации...
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


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