0 / 0 / 0
Регистрация: 05.04.2018
Сообщений: 7

[VHDL] Расчет и реализация КИХ фильтра

02.11.2018, 14:23. Показов 2348. Ответов 1
Метки нет (Все метки)

Author24 — интернет-сервис помощи студентам
Здравствуйте, У меня есть плата HELPER LMD-System c АЦП, ЦАП(в виде шим фильтра), cyclon 3.

Я новичок в этом деле делаю первый серьезный проект. Цель проекта научиться рассчитывать и создавать цифровые фильтры, а так же работать с ними.
Мой проект состоит из: Генератора синусоиды, с регулятором частоты(от 200Гц до 5кГц), состоит из счетчиков, которые подают меняющийся по кругу двоичный код на ШИМ, а он создает аналоговый сигнал - синусоиду в положительной области. Далее Аналоговый сигнал поступает на вход АЦП-12 бит, снова преобразуется в двоичный код, затем поступает на ЦАП (2й канал ШИМ фильтра). Моя задача поставить фильтр между АЦП и ЦАП, который будет, например пропускать частоты ниже 1кГц, а все что выше задавливать.

Суть проблемы: когда я рассчитываю ких фильтр, в матлабе, фиркомпиллере, либо на сайтах онлайн, мне выдают коэффициенты типа:
-41
-120
-125
-22
105
68
-116
-175
130
637
890
637
130
-175
-116
68
105
-22
-125
-120
-41

Они отрицательные! У меня АЦП выдает только прямой код, ЦАП, так же понимает только положительный код! У меня одна идея в голове прибавить к этой последовательности цифр 175, чтобы самое маленькое отрицательное превратить в 0! Когда я это сделал мой фильтр начал задавливать в 0 вообще все частоты, почему? может мой подход не верный? если у кого-нибудь есть готовый, рабочий фильтр 12 бит на VHDL, поделитесь, для изучения.
Вот код моего фильтра, c другими коэффицентами на них ненужно смотреть:
HTML5
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
library Ieee;
use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
use IEEE.STD_LOGIC_Arith.ALL;
use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;
 
entity Mfil is
Port ( clk: in std_logic;
adc: in std_logic_vector(11 downto 0);
f_out: out std_logic_vector(11 downto 0));
end Mfil;
architecture Behavioral of Mfil is
signal r0, r1, r2, r3, r4, r5, r6, r7, r8, r9, r10, r11, r12, r13, r14, r15, r16, r17, r18, r19, r20, r21, r22, r23, r24, r25, r26, r27, r28, r29, r30, r31, r32, r33: std_logic_vector(11 downto 0);
signal k0, k1, k2, k3, k4, k5, k6, k7, k8, k9, k10, k11, k12, k13, k14, k15, k16, k17, k18, k19, k20, k21, k22, k23, k24, k25, k26, k27, k28, k29, k30, k31, k32, k33, k34: std_logic_vector(11 downto 0);
signal p0, p1, p2, p3, p4, p5, p6, p7, p8, p9, p10, p11, p12, p13, p14, p15, p16, p17, p18, p19, p20, p21, p22, p23, p24, p25, p26, p27, p28, p29, p30, p31, p32, p33, p34: std_logic_vector(26 downto 0);
signal pl0, pl1, pl2, pl3, pl4, pl5, pl6, pl7, pl8, pl9, pl10, pl11, pl12, pl13, pl14, pl15, pl16, pl17, pl18, pl19, pl20, pl21, pl22, pl23, pl24, pl25, pl26, pl27, pl28, pl29, pl30, pl31, pl32, pl33, pl34: std_logic_vector(23 downto 0);
signal sum: std_logic_vector(26 downto 0);
begin
k0  <=  conv_std_logic_vector(45,12);
k1  <=  conv_std_logic_vector(29,12);
k2  <=  conv_std_logic_vector(0,12);
k3  <=  conv_std_logic_vector(-34,12);
k4  <=  conv_std_logic_vector(-59,12);
k5  <=  conv_std_logic_vector(-64,12);
k6  <=  conv_std_logic_vector(-43,12);
k7  <=  conv_std_logic_vector(0,12);
k8  <=  conv_std_logic_vector(53,12);
k9  <=  conv_std_logic_vector(96,12);
k10 <=  conv_std_logic_vector(110,12);
k11 <=  conv_std_logic_vector(79,12);
k12 <=  conv_std_logic_vector(0,12);
k13 <=  conv_std_logic_vector(-119,12);
k14 <=  conv_std_logic_vector(-258,12);
k15 <=  conv_std_logic_vector(-387,12);
k16 <=  conv_std_logic_vector(-478,12);
k17 <=  conv_std_logic_vector(2047,12);
k18 <=  conv_std_logic_vector(-478,12);
k19 <=  conv_std_logic_vector(-387,12);
k20 <=  conv_std_logic_vector(-258,12);
k21 <=  conv_std_logic_vector(-119,12);
k22 <=  conv_std_logic_vector(0,12);
k23 <=  conv_std_logic_vector(79,12);
k24 <=  conv_std_logic_vector(110,12);
k25 <=  conv_std_logic_vector(96,12);
k26 <=  conv_std_logic_vector(53,12);
k27 <=  conv_std_logic_vector(0,12);
k28 <=  conv_std_logic_vector(-43,12);
k29 <=  conv_std_logic_vector(-64,12);
k30 <=  conv_std_logic_vector(-59,12);
k31 <=  conv_std_logic_vector(-34,12);
k32 <=  conv_std_logic_vector(0,12);
k33 <=  conv_std_logic_vector(29,12);
k34 <=  conv_std_logic_vector(45,12);
 
 
process (clk)
begin
if clk'event and clk = '1' then
r0 <= adc;
r1  <=  r0  ;
r2  <=  r1  ;
r3  <=  r2  ;
r4  <=  r3  ;
r5  <=  r4  ;
r6  <=  r5  ;
r7  <=  r6  ;
r8  <=  r7  ;
r9  <=  r8  ;
r10 <=  r9  ;
r11 <=  r10 ;
r12 <=  r11 ;
r13 <=  r12 ;
r14 <=  r13 ;
r15 <=  r14 ;
r16 <=  r15 ;
r17 <=  r16 ;
r18 <=  r17 ;
r19 <=  r18 ;
r20 <=  r19 ;
r21 <=  r20 ;
r22 <=  r21 ;
r23 <=  r22 ;
r24 <=  r23 ;
r25 <=  r24 ;
r26 <=  r25 ;
r27 <=  r26 ;
r28 <=  r27 ;
r29 <=  r28 ;
r30 <=  r29 ;
r31 <=  r30 ;
r32 <=  r31 ;
r33 <=  r32 ;

sum(26 downto 0) <=  p0 + p1 + p2 + p3 + p4 + p5 + p6 + p7 + p8 + p9 + p10 + p11 + p12 + p13 + p14 + p15 + p16 + p17 + p18 + p19 + p20 + p21 + p22 + p23 + p24 + p25 + p26 + p27 + p28 + p29 + p30 + p31 + p32 + p33 + p34 ;


end if;
end process;


p0  <=  "000" & pl0 ;
p1  <=  "000" & pl1 ;
p2  <=  "000" & pl2 ;
p3  <=  "000" & pl3 ;
p4  <=  "000" & pl4 ;
p5  <=  "000" & pl5 ;
p6  <=  "000" & pl6 ;
p7  <=  "000" & pl7 ;
p8  <=  "000" & pl8 ;
p9  <=  "000" & pl9 ;
p10 <=  "000" & pl10    ;
p11 <=  "000" & pl11    ;
p12 <=  "000" & pl12    ;
p13 <=  "000" & pl13    ;
p14 <=  "000" & pl14    ;
p15 <=  "000" & pl15    ;
p16 <=  "000" & pl16    ;
p17 <=  "000" & pl17    ;
p18 <=  "000" & pl18    ;
p19 <=  "000" & pl19    ;
p20 <=  "000" & pl20    ;
p21 <=  "000" & pl21    ;
p22 <=  "000" & pl22    ;
p23 <=  "000" & pl23    ;
p24 <=  "000" & pl24    ;
p25 <=  "000" & pl25    ;
p26 <=  "000" & pl26    ;
p27 <=  "000" & pl27    ;
p28 <=  "000" & pl28    ;
p29 <=  "000" & pl29    ;
p30 <=  "000" & pl30    ;
p31 <=  "000" & pl31    ;
p32 <=  "000" & pl32    ;
p33 <=  "000" & pl33    ;
p34 <=  "000" & pl34    ;



pl1 <=  r0  * k1    ;
pl2 <=  r1  * k2    ;
pl3 <=  r2  * k3    ;
pl4 <=  r3  * k4    ;
pl5 <=  r4  * k5    ;
pl6 <=  r5  * k6    ;
pl7 <=  r6  * k7    ;
pl8 <=  r7  * k8    ;
pl9 <=  r8  * k9    ;
pl10    <=  r9  * k10   ;
pl11    <=  r10 * k11   ;
pl12    <=  r11 * k12   ;
pl13    <=  r12 * k13   ;
pl14    <=  r13 * k14   ;
pl15    <=  r14 * k15   ;
pl16    <=  r15 * k16   ;
pl17    <=  r16 * k17   ;
pl18    <=  r17 * k18   ;
pl19    <=  r18 * k19   ;
pl20    <=  r19 * k20   ;
pl21    <=  r20 * k21   ;
pl22    <=  r21 * k22   ;
pl23    <=  r22 * k23   ;
pl24    <=  r23 * k24   ;
pl25    <=  r24 * k25   ;
pl26    <=  r25 * k26   ;
pl27    <=  r26 * k27   ;
pl28    <=  r27 * k28   ;
pl29    <=  r28 * k29   ;
pl30    <=  r29 * k30   ;
pl31    <=  r30 * k31   ;
pl32    <=  r31 * k32   ;
pl33    <=  r32 * k33   ;
pl34    <=  r33 * k34   ;


f_out(11 downto 0) <= sum (26 downto 15) + "000111011110" ;
end architecture;
Может у меня сам фильтр не правильно сделан? или разрядность sum после сложения нужно увеличить?
0
IT_Exp
Эксперт
34794 / 4073 / 2104
Регистрация: 17.06.2006
Сообщений: 32,602
Блог
02.11.2018, 14:23
Ответы с готовыми решениями:

Реализация КИХ-фильтра
Здравствуйте, я реализую КИХ-фильтр на VHDL в Vivado. Не получается грамотно наладить процессы взаимодействия между ip-ядрами из которых...

Реализация КИХ фильтра(теория)
http://www.dsplib.ru/content/filters/butterex/butterex.html вот тут про Батерворта. Про Ких фильтры есть также, для дураков,...

Реализация преобразования Гильберта с использованием КИХ-фильтра первого порядка
У меня такой вопрос, скажите можно ли реализовать преобразование Гильберта с помощью КИХ-фильтра первого порядка? Добавлено через 1...

1
 Аватар для Shamrel
82 / 80 / 16
Регистрация: 11.03.2016
Сообщений: 206
03.11.2018, 05:39
При математической обработке сигналов выполняются операции сложения и умножения причем операнды могут быть как положительными, так и отрицательными. После АЦП сигнал представляется в виде отчетов в двоичном беззнаковом коде. Для задач цифровой обработки сигналов цифровой код с АЦП должен быть представлен в дополнительном коде. Для того, чтобы ваш фильтр работал и коэффициенты и входные данные должны быть представлены в знаковом дополнительном коде. После фильтрации и до вывода на ЦАП данные нужно перевести в беззнаковый код.
0
Надоела реклама? Зарегистрируйтесь и она исчезнет полностью.
BasicMan
Эксперт
29316 / 5623 / 2384
Регистрация: 17.02.2009
Сообщений: 30,364
Блог
03.11.2018, 05:39
Помогаю со студенческими работами здесь

АЧХ И ФЧХ КИХ-фильтра
у меня есть коэффициенты фильтра, как в ручную нарисовать АЧХ и ФЧХ этого фильтра

Синтез и расчет КИХ–фильтра нижних частот
Синтез и расчет КИХ–фильтра нижних частот в программе Matlab R2017 Разработка платформы для диагностики вестибулярного аппарата пилота

Расчет КИХ-фильтра методом частотной выборки
Всем добрый день, возможно подскажет кто нибудь каким образом рассчитать КИХ-фильтр методом частотной выборки в маткаде, нигде не могу...

Расчет параметров окна Кайзера для проектирования КИХ-фильтра
у меня 2 вопроса по фильтрам в matlab 1)как в программе запустит выделенную часть программы 2)должны ли совпадать характеристики (АЧХ...

Реализация КИХ фильтра согласно формуле: Индекс находился вне границ массива
Здравствуйте! Пытаюсь реализовать КИХ фильтр согласно формуле y(n)=b(0)x(n)+b(1)x(n-1)+….+b(P) x(n-P) где y(n) – выходной сигнал; ...


Искать еще темы с ответами

Или воспользуйтесь поиском по форуму:
2
Ответ Создать тему
Опции темы

Новые блоги и статьи
Логирование в C# ASP.NET Core с помощью Serilog, ElasticSearch, Kibana
stackOverflow 25.04.2025
Помните те времена, когда для анализа проблемы приходилось подключаться к серверу, искать нужный лог-файл среди десятков других и вручную фильтровать тысячи строк в поисках ошибки? К счастью, эти дни. . .
Полностью асинхронный счётчик на логике (сумматорах) трёх состояний и асинхронных регистрах трёх состояний. Структура "электронный Buttom Up"
Hrethgir 25.04.2025
Программа для симуляции схемы - Logisim Evolution В общем какое-то время отвлёкся, так было надо, теперь когда запилю это на verilog и FPGA , досоставлю заявку в ФИПС на полезную модель - не готов. . .
Автоматизация Amazon Web Services (AWS) с Boto3 в Python
py-thonny 25.04.2025
Облачные вычисления стали неотъемлемой частью современной ИТ-инфраструктуры, а Amazon Web Services (AWS) занимает лидирующие позиции среди провайдеров облачных услуг. Управление многочисленными. . .
Apache Kafka vs RabbitMQ в микросервисной архитектуре
ArchitectMsa 25.04.2025
Современная разработка ПО всё чаще склоняется к микросервисной архитектуре — подходу, при котором приложение разбивается на множество небольших, автономных сервисов. В этой распределённой среде. . .
Параллельное программирование с OpenMP в C++
NullReferenced 24.04.2025
Параллельное программирование — подход к созданию программ, когда одна задача разбивается на несколько подзадач, которые могут выполняться одновременно. Оно стало необходимым навыком для. . .
Цепочки методов в C# с Fluent API
UnmanagedCoder 24.04.2025
Современное программирование — это не только решение функциональных задач, но и создание кода, который удобно поддерживать, расширять и читать. Цепочки методов и Fluent-синтаксис в C# стали мощным. . .
Мульти-тенантные БД с PostgreSQL Row Security
Codd 23.04.2025
Современные облачные сервисы и бизнес-приложения всё чаще обслуживают множество клиентов в рамках единой программной инфраструктуры. Эта архитектурная модель, известная как мульти-тенантность, стала. . .
Реализация конвейеров машинного обучения с Python и Scikit-learn
AI_Generated 23.04.2025
Мир данных вокруг нас растёт с каждым днём, и умение эффективно обрабатывать информацию стало необходимым навыком. Специалисты по машинному обучению ежедневно сталкиваются с задачами предобработки. . .
Контроллеры Kubernetes Ingress: Сравнительный анализ
Mr. Docker 23.04.2025
В Kubernetes управление входящим трафиком представляет собой одну из ключевых задач при построении масштабируемых и отказоустойчивых приложений. Ingress — это API-объект, который служит вратами. . .
Оптимизация кода Python с Cython и Numba
py-thonny 23.04.2025
Python прочно обосновался в топе языков программирования благодаря своей простоте и гибкости. Разработчики любят его за читабельность кода и богатую экосистему библиотек. Но у этой медали есть и. . .
КиберФорум - форум программистов, компьютерный форум, программирование
Powered by vBulletin
Copyright ©2000 - 2025, CyberForum.ru