【正文】 課題研究的主要內(nèi)容 ...................................................... 錯誤 !未定義書簽。 ??的計算與校核 ................................................ 錯誤 !未定義書簽。 其它零部件的計算與校核 .............................................. 錯誤 !未定義書簽。 VI 參考文獻 ...................................................................................................................... 13 致謝 .............................................................................................................................. 14 附錄 .............................................................................................................................. 15 附錄圖 1 焊接底板 A........................................................................................... 15 附錄圖 2 焊接底板 B........................................................................................... 15 附錄圖 3 焊接底板 C........................................................................................... 15 附錄圖 4 焊接組件 .............................................................................................. 15 附錄圖 5 攪拌軸 .................................................................................................. 15 附錄圖 6 箱體 ...................................................................................................... 15 附錄圖 7 支架 ...................................................................................................... 15 1 1 緒論 課題的來源 濾波器的概念最早是由美國的 G Campell 和德國的 K Wagner 于 1915 年首先提出。 1977年，人們用開關(guān)電容模擬電阻進而完全取代電阻，構(gòu)成單片全集成開關(guān)電容 SC(Switched Capacitor)濾波器 獲得成功。 FPGA 既具有門陣列的高邏輯密度和高可靠性 ,又具有可編程邏輯器件的可編程特性 ,可以減少系統(tǒng)設(shè)計和維護的風險 ,降低產(chǎn)品成本 ,縮短設(shè)計周期 [7]。國內(nèi)外的研究機構(gòu)、公司己 經(jīng)推出了不同語言的信號處理軟件包。 FPGA 是一種將門陣列的通用結(jié)構(gòu)與 PLD 的現(xiàn)場可編程特性結(jié)合于一體的新型器件，具有集成度高、通用性好、設(shè)計靈活、產(chǎn)品上市快捷等多方面的優(yōu)點．鑒于 FPGA 是特定用途的集成電路，因此 FPGA 通常被 認為是一種可編程的專用集成電路。這種按照時間順序執(zhí)行的實現(xiàn)方式大大限制了數(shù)據(jù)的吞吐量。最后采用了在 ise 開發(fā)環(huán)境下用硬件描述語言對濾波器進行了設(shè)計與仿真，基本完成低通、帶通、高通 FIR 濾波器的設(shè)計。探討了 FPGA 技術(shù)在多速率濾波器設(shè)計中的應(yīng)用， 主要是理論方面。 一 個輸入序列 x(n)，通過一個單位 沖 激 響應(yīng)為 h(n)的線性時不變系統(tǒng)后，其輸出響應(yīng)y(n)為 ( ) ( ) ( ) ( ) ( )ny n x n h n h m x n m?? ? ?? ? ? ?? （ ） 將上式兩邊經(jīng)過傅里葉變換，可得 ( ) ( ) ( )Y j X j H j? ? ?? （ ） 式中， Y(jω )、 X(jω )分別為輸出序列和輸入序列的頻譜函數(shù)， H(jω )是系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)。 數(shù)字濾波器通常采用有限精度算法，它可以按照某種算法編寫軟件，在計算機或?qū)Ｓ脭?shù)字信號處理（ DSP）芯片上實現(xiàn)，也可以按照算法選用硬件實現(xiàn)。 滿足奈奎斯特采樣定理時，信號的頻率特性只能限帶于 |ω |π 的范圍。這保證了濾波器是物理上可實現(xiàn)的 （或者說是因果的） 、穩(wěn)定的。 在阻帶內(nèi)，幅度特性以最大誤差 δ 2 逼近于零，即 2s| ( ) | | | πHj ? ? ? ?? ? ? （ ） 在通帶與阻帶之間的區(qū)域： ω pω ω s，則 稱為過渡帶，一般要求幅度特性在過渡帶內(nèi)單調(diào)下降。 若 ak=0(k=1,…, N)， 該濾波器為 FIR 濾波器，是 非遞歸 型 濾波器 。 圖 FIR 的直接型結(jié)構(gòu) 由 圖可見，這種結(jié)構(gòu)所需的乘法次數(shù)為 N 次，加法次數(shù)為 N1 次，需要的系數(shù)存儲器個數(shù)及移位寄存器數(shù)目均為 N 個。 2) 選擇 用 FIR 系統(tǒng)函數(shù)去逼近。這種方法一般是先給定所要求的理想濾波器的頻率響應(yīng) ()DHj? ，要求設(shè)計一個 FIR 濾波器 ，也就是尋找一有限長 h(n)，使所得的 10( ) ( )N jnnH j h n e?? ? ??? ?去逼近理想的頻率響應(yīng) ()DHj? ，使設(shè)計的濾波器滿足給定的濾波器設(shè)計指標（阻帶衰減、帶內(nèi)波動和過渡帶寬） ?；厥状髮W學習期間 的校園學習生活，在知識的海洋里汲取營養(yǎng)和體味獲取知識的充實與喜悅， 不禁感慨萬千。 ） 由于許多理想化的系統(tǒng)均用分段恒定的或分段函數(shù)表示的頻率響應(yīng)來定義，因此這種系統(tǒng)具有非因 果的和無限長的 沖激 響應(yīng)，即 ()dhn一定是無限長的序列，且是非因果的。 即確定式（ ）或（ ）中的階數(shù) M、 N 及系數(shù) ,iiab。 [ ]表 示取整運算。 這種類型的濾波器有如下特點： 系統(tǒng)的沖激響應(yīng) h(n)是有限長序列，即 h(n)僅在有限個 n 值處不為零。如果 | ( 0 ) |2 0 lg 3 d B| ( ) |cHjHj? ?， 則稱 ωc 為 3dB 截止頻率。為了在物理上可以實現(xiàn)，可以從一個頻帶到另一個頻帶之間設(shè)立一個過渡帶，且通帶和阻帶也不是嚴格的 1 或 0，而是有一定的波動，這種波動應(yīng)該滿足一定的容限。 由圖 可知，理想低通濾波器選擇出輸入信號中的低頻分量，而把輸入信號頻率在 ω cω ≤π范圍內(nèi)所有分量全部濾掉。 與模擬濾波器相比，數(shù)字濾波器具有精度高、穩(wěn)定性好、靈活性大、體積小且沒有苛刻的匹配要求等優(yōu)點。如果 |H(jω )|的值在某些頻率上是比較小的，則輸 入信號中的這些頻率分量在輸出信號中將被抑制掉。結(jié)合具體例程，對 FIR 濾波器的 FPGA 實現(xiàn)進行 了硬件語言實現(xiàn)，并仿真通過。介紹了論文研究的背景及意義、數(shù)字濾波器的實現(xiàn)方法、 FIR 數(shù)字濾波器的基本結(jié)構(gòu)。 FPGA 在實現(xiàn)有些數(shù)字信號處理算法的性能上高于業(yè)界最快的 DSP 芯片。 FPGA 在問世的前十年里，其單片可用門數(shù)以年平均 42％的速率增長，現(xiàn)己