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基于FPGA和Quartus II的程控滤波器测量系统的设计方案

时间:2015-03-06  来源:扁平线圈电感厂家  点击:

本系统的功能切换并不复杂,需要控制的变量也不是很多,软件设计采用模块化和自顶向下的设计方式,软件系统中主要分成按键(输入)模块、LCD(显示)模块、数值发送模块、界面显示更新模块、输入处理模块等。每一个模块是否执行是通过标志位来确定的,主程序通过死循环检测每一个标志位的状态,来确定应该进入哪一个模块并实现相应的功能。

4.测试结果

固化绕线贴片电感程序后,用函数发生器和TDS1002B数字示波器来测试各指标,并分别记录其测量数据。用函数发生器输入频率为1KHz,峰-峰值为20mV的正弦波,记录程控放大器输出共模电感端的测试值如表1所示。

测量程控滤波器低通、高通一体电感特性,采用40dB的程控放大器增益,滤波器输出接负载1KΩ,测量数据如表2所示。

此外,设计的幅频特性测试仪可测量程控滤波器的高通、低通特性曲线,并在液晶上打点绘制曲线。

椭圆滤波工字电感器测量时,输入信号峰-峰值为5V,通带内最大峰-峰值为5.12V,在室温较高时测得截止频率为52.03KHz,室温较低时测得截止频率为49.2KHz.由此可见,一体电感器该设计受温度影响较大,初步分析为电容的温度系数太大造成的。

5.结论

本文提出了基于FPGA和Quartus II的程控滤波器测量系统的设计方案。该方案以Altera公司的FPGA和Nois II为核心,采用运算放大器和模拟开关作为前级小信号放大器,以电流型DAC TLC7528等效为可变电阻,通过模拟电路构建传递函数实现可编程滤波,并通过FPGA查找表的方法数字合成正弦波通过DAC输出。然后,通过合成信号对程控滤波器进行扫频测试,并在实际焊接电路中实现,测试该可编程滤波器,前级的小信号增益可达1000倍,10dB步进。整个系统的构建可用于工程中信号的放大,滤波和检波处理,而实现了智能化的控制。

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