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3 仿真实验、工况信号测试实验

基于分布式算法低通FIR滤波器选用xilinx公司的virrex-Ⅱpro器件，在isel0．1下进行设计。利用modelsim 6．5对滤波器进行仿真。系统采用频率为500 kHz的分频时钟，在FPGA中产生一个高频方波和一个低频锯齿波信号，并对两个信号进行叠加。叠加后的信号作为输入，对应图中DIN，经过系统处理后输出结果对应图中RESULT，仿真结果如图3所示。

由图3中可以看出，本系统存在相位偏移和滤波后依然存在杂波信号的缺点，相位偏移主要是由滤波处理滞后于输入引起的，比较稳定且偏移较小，一般情况下可以忽略；杂波信号由系统阶数较低和系数量化误差引起的。实际应用中可根据情况选择适当阶数的滤波器和提高采样频率予以解决。

工况信号测试实验。由信号发生器同时产生一个50 Hz低频信号和一个5 kHz高频信号，然后对两个信号进行叠加，作为被测的工况信号。被测的工况信号经过A／D转换、滤波处理、D／A转换，然后在示波器中显示，如图4所示。输出波形中过滤掉了高频信号部分，同时低频信号能够通过该滤波器。由图4中可以看出，滤波处理后与实际信号还存在一定的误差。误差主要是由于算法中采用了低阶滤波器、系数量化误差、器件精度低等原因所致，该误差可以控制在允许范围，还可以通过选择高精度的器件和增加滤波器的阶数得以提高。


4 结语

实验结果表明，基于分布式算法低通FIR滤波器的优点是工作可靠，滤波精度较高，且具有占用资源少，运算速度快。在资源允许的条件下可根据实际应用任意确定滤波器的字长和阶数，在高速数字信号处理领域可以得到很好的应用。

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关键词： FPGA FIR 分布式算法 低通