Download miễn phí Thiết kế bộ lọc tín hiệu số trên công nghệ FPGA với công cụ Matlab và EDA của Xilinx
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ TÍN HIỆU VÀ CHỌN LỌC TÍN HIỆU . 4
1.1 Tín hiệu tương tự (Analog) và tín hiệu số (Digital) . . 4
1.1.1.Khái niệm, phân loại tín hiệu và hệ xử lý tín hiệu . 4
1.1.2 Hệ xử lý số . 12
1.2 Cỏc bộ biến đổi tín hiệu tín hiệu tương tự-số (ADC)
và bộ biến đổi số-tương tự (DAC) 19
1.2.1 Bộ biến đổi DAC :. . 19
1.2.2 Bộ biến đổi ADC : 22
1.3 Bộ lọc số và cơ sở toỏn học của nú 24
1.3.1: Tổng quan về bộ lọc số: . . . 25
1.3.2: Cụng cụ toán học để thiết kế bộ lọc số . 28
Chương 2 : TỔNG QUAN VỀ CẤU TRÚC FPGA CỦA HÃNG XILINX
VÀ PHẦN MỀM HỖ TRỢ THIẾT KẾ WEBPACK ISE 32
2.1 Tổng quan về cấu trúc FPGA của XILINX . 32
2.1.1. Sự hình thành và phỏt triển của FPGA và CPLD. 32
2.1.2. Giới thiệu các họ thiết bị của Xilinx . 38
2.1.3. Cấu trúc FPGA của hãng Xilinx 44
2.2 Phần mềm thiết kế WEBPACK ISE 52
2.2.1. Giới thiệu sơ lược: . 52
2.2.2. Công cụ thiết kế: . 52
2.2.3. Lõi sở hữu trí tuệ của Xilinx ( IP_Core ): . 55
2.2.4. Giới thiệu ngụn ngữ VHDL 55
Chương 3 : HỖ TRỢ THIẾT KẾ CỦA MATLAB VÀ EDA
VỚI BỘ LỌC SỐ 63
3.1 Phương pháp thiết kế theo mô hình: . 63
3.1.1.Giới thiệu: . 63
3.1.2.Kết luận . 68
3.2 Sự hỗ trợ của Matlab với thiết kế bộ lọc số (FDATool) 68
3.2.1. Tổng quan về hộp công cụ thiết kế bộ lọc số (FDATool) 68
3.2.2. Thiết kế bộ lọc theo phương phỏp dùng các hàm chức năng: . 73
3.2.3. Thiết kế bộ lọc theo phương phỏp dùng giao diện của
FDATool .:. 77
3.2.4. Phân tích một số cấu trúc của các hàm thông dụng
trong thiết kế bộ lọc: . . 83
3.3 Sự hỗ trợ thiết kế của EDA (phần mềm ISE): . 85
Chương 4 : THIẾT KẾ BỘ LỌC TÍN HIỆU SỐ DẠNG FIR . 87
4.1 Kết cấu cho các kiểu lọc tần số dạng FIR: 87
4.1.1. Bộ lọc thông thấp lý tưởng . 88
4.1.2. Bộ lọc thông cao lý tưởng . . 90
4.1.3. Bộ lọc dải thông lý tưởng . 91
4.1.4. Bộ lọc dải chặn lý tưởng . 93
4.1.5 .Nhận xét . . 95
4.2 Cấu hình tổng quát của bộ lọc FIR . 92
4.3 Tổng hợp hệ thống theo phương pháp mô hình hoá đối tượng . . 95
4.3.1. Giả thiết kỹ thuật 95
4.3.2. Thiết kế bộ lọc số đáp ứng xung hữu hạn
theo phương pháp MBD 95
4.3.3.Hiện thực hoỏ và mó để hiện thực hoá . 105
4.3.4. Thử nghiệm và kiểm tra .112
ĐÁNH GIÁ VÀ KẾT LUẬN . .114
1. Khả năng thực hiện và hướng phát triển của đề tài .114
2. Khả năng áp dụng vào thực tiễn . 114
TÀI LI ỆU THAM KH ẢO . 116
PHỤ LỤC
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ TÍN HIỆU VÀ CHỌN LỌC TÍN HIỆU
Chương một trình bày các khái niệm cơ bản về tín hiệu và hệ xử lý tín hiệu
nói chung, cũng như tín hiệu số và hệ xử lý số nói riêng, các cách biểu diễn tín hiệu
số và hệ xử lý số, phương pháp biến đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số và ngược
lại, phương pháp phân tích và xử lý hệ thống số. Nó là chương bổ trợ về mặt lý
thuyết cũng như chỉ ra vị trí của bộ lọc số trong hệ thống xử lý tín hiệu số, Nó là cơ
sở và là tiền đề cho các chương sau này. .
1.1. Tín hiệu tương tự (Analog) và tín hiệu số (Digital).
1.1.1.Khái niệm, phân loại tín hiệu và hệ xử lý tín hiệu
Để xác định đối tượng và phạm vi nghiên cứu của lĩnh vực xử lý tín hiệu số,
trước hết cần nắm được các khái niệm và thuật ngữ cơ bản về tín hiệu và các hệ xử
lý tín hiệu.
1.1.1.1. Khái niệm và phân loại tín hiệu:
1. Khái niệm về tín hiệu : Tín hiệu là một dạng vật chất có một đại lượng
vật lý được biến đổi theo quy luật của tin tức.
Có nhiều loại tín hiệu khác nhau, ví dụ như các tín hiệu âm thanh, ánh sáng,
sóng âm, sóng điện từ, tín hiệu điện ...vv... Mỗi lĩnh vực kỹ thuật thường sử dụng
một số loại tín hiệu nhất định. Trong các lĩnh vực có ứng dụng kỹ thuật điện tử,
người ta thường sử dụng tín hiệu điện và sóng điện từ, với đại lượng mang tin tức
có thể là điện áp, dòng điện, tần số hay góc pha. Mỗi loại tín hiệu khác nhau có
những tham số đặc trưng riêng, tuy nhiên tất cả các loại tín hiệu đều có các tham số
cơ bản là độ lớn (giá trị), năng lượng và công suất, chính các tham số đó nói lên bản
chất vật chất của tín hiệu . Tín hiệu được biểu diễn dưới dạng hàm của biến thời
gian x(t), hay hàm của biến tần số X(f) hay X(ω).
2. Phân loại tín hiệu: Theo dạng của biến thời gian t và giá trị hàm số x(t),
người ta phân loại tín hiệu như sau :
* Tín hiệu liên tục x(t) là tín hiệu có biến thời gian t liên tục.
Tín hiệu liên tục xác định liên tục theo thời gian, với giá trị hàm số có thể biến
thiên liên tục hay được lượng tử hóa, và có thể tồn tại các điểm gián đoạn loại một
hay loại hai.
Trên hình 1.1a là đồ thị của tín hiệu liên tục có giá trị liên tục. Trên hình 1.1b là
đồ thị của tín hiệu liên tục có giá trị lượng tử hóa từ tín hiệu trên hình 1.1a. Trên
hình 1.1c là đồ thị của tín hiệu liên tục có giá trị gián đoạn loại một.
* Tín hiệu rời rạc x(nT) là tín hiệu có biến thời gian gián đoạn t = nT.
Tín hiệu rời rạc chỉ xác định ở những thời điểm gián đoạn t = nT, không xác
định trong các khoảng thời gian ở giữa hai điểm gián đoạn.
Có thể biến đổi tín hiệu liên tục x(t) thành tín hiệu rời rạc x(nT), quá trình đó
được gọi là rời rạc hóa tín hiệu liên tục. Định lý lấy mẫu là cơ sở để thực hiện rời
rạc hóa tín hiệu liên tục mà không làm thay đổi thông tin mang trong nó. Quá trình
rời rạc hóa tín hiệu liên tục còn được gọi là quá trình lấy mẫu.
Trên hình 1.2a là đồ thị của tín hiệu rời rạc có giá trị liên tục (có thể nhận giá trị
bất kỳ tại mỗi thời điểm rời rạc). Trên hình 1.2b là tín hiệu rời rạc có giá trị được
lượng tử hóa từ tín hiệu trên hình 1.2a
a. Giá trị liên tục. b. Giá trị được lượng tử hóa.
Hình 1.2 : Đồ thị các tín hiệu rời rạc.
nT
x(nT) x(nT)
nT
t
2
4
0
x(t)
t
x1(t)
x(n)
n
a. Giá trị liên tục. b. Giá trị lượng tử. c. Giá trị gián đoạn.
Hình 1.1 : Đồ thị các tín hiệu liên tục.
bạn download tại link sau:
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, , đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ TÍN HIỆU VÀ CHỌN LỌC TÍN HIỆU . 4
1.1 Tín hiệu tương tự (Analog) và tín hiệu số (Digital) . . 4
1.1.1.Khái niệm, phân loại tín hiệu và hệ xử lý tín hiệu . 4
1.1.2 Hệ xử lý số . 12
1.2 Cỏc bộ biến đổi tín hiệu tín hiệu tương tự-số (ADC)
và bộ biến đổi số-tương tự (DAC) 19
1.2.1 Bộ biến đổi DAC :. . 19
1.2.2 Bộ biến đổi ADC : 22
1.3 Bộ lọc số và cơ sở toỏn học của nú 24
1.3.1: Tổng quan về bộ lọc số: . . . 25
1.3.2: Cụng cụ toán học để thiết kế bộ lọc số . 28
Chương 2 : TỔNG QUAN VỀ CẤU TRÚC FPGA CỦA HÃNG XILINX
VÀ PHẦN MỀM HỖ TRỢ THIẾT KẾ WEBPACK ISE 32
2.1 Tổng quan về cấu trúc FPGA của XILINX . 32
2.1.1. Sự hình thành và phỏt triển của FPGA và CPLD. 32
2.1.2. Giới thiệu các họ thiết bị của Xilinx . 38
2.1.3. Cấu trúc FPGA của hãng Xilinx 44
2.2 Phần mềm thiết kế WEBPACK ISE 52
2.2.1. Giới thiệu sơ lược: . 52
2.2.2. Công cụ thiết kế: . 52
2.2.3. Lõi sở hữu trí tuệ của Xilinx ( IP_Core ): . 55
2.2.4. Giới thiệu ngụn ngữ VHDL 55
Chương 3 : HỖ TRỢ THIẾT KẾ CỦA MATLAB VÀ EDA
VỚI BỘ LỌC SỐ 63
3.1 Phương pháp thiết kế theo mô hình: . 63
3.1.1.Giới thiệu: . 63
3.1.2.Kết luận . 68
3.2 Sự hỗ trợ của Matlab với thiết kế bộ lọc số (FDATool) 68
3.2.1. Tổng quan về hộp công cụ thiết kế bộ lọc số (FDATool) 68
3.2.2. Thiết kế bộ lọc theo phương phỏp dùng các hàm chức năng: . 73
3.2.3. Thiết kế bộ lọc theo phương phỏp dùng giao diện của
FDATool .:. 77
3.2.4. Phân tích một số cấu trúc của các hàm thông dụng
trong thiết kế bộ lọc: . . 83
3.3 Sự hỗ trợ thiết kế của EDA (phần mềm ISE): . 85
Chương 4 : THIẾT KẾ BỘ LỌC TÍN HIỆU SỐ DẠNG FIR . 87
4.1 Kết cấu cho các kiểu lọc tần số dạng FIR: 87
4.1.1. Bộ lọc thông thấp lý tưởng . 88
4.1.2. Bộ lọc thông cao lý tưởng . . 90
4.1.3. Bộ lọc dải thông lý tưởng . 91
4.1.4. Bộ lọc dải chặn lý tưởng . 93
4.1.5 .Nhận xét . . 95
4.2 Cấu hình tổng quát của bộ lọc FIR . 92
4.3 Tổng hợp hệ thống theo phương pháp mô hình hoá đối tượng . . 95
4.3.1. Giả thiết kỹ thuật 95
4.3.2. Thiết kế bộ lọc số đáp ứng xung hữu hạn
theo phương pháp MBD 95
4.3.3.Hiện thực hoỏ và mó để hiện thực hoá . 105
4.3.4. Thử nghiệm và kiểm tra .112
ĐÁNH GIÁ VÀ KẾT LUẬN . .114
1. Khả năng thực hiện và hướng phát triển của đề tài .114
2. Khả năng áp dụng vào thực tiễn . 114
TÀI LI ỆU THAM KH ẢO . 116
PHỤ LỤC
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ TÍN HIỆU VÀ CHỌN LỌC TÍN HIỆU
Chương một trình bày các khái niệm cơ bản về tín hiệu và hệ xử lý tín hiệu
nói chung, cũng như tín hiệu số và hệ xử lý số nói riêng, các cách biểu diễn tín hiệu
số và hệ xử lý số, phương pháp biến đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số và ngược
lại, phương pháp phân tích và xử lý hệ thống số. Nó là chương bổ trợ về mặt lý
thuyết cũng như chỉ ra vị trí của bộ lọc số trong hệ thống xử lý tín hiệu số, Nó là cơ
sở và là tiền đề cho các chương sau này. .
1.1. Tín hiệu tương tự (Analog) và tín hiệu số (Digital).
1.1.1.Khái niệm, phân loại tín hiệu và hệ xử lý tín hiệu
Để xác định đối tượng và phạm vi nghiên cứu của lĩnh vực xử lý tín hiệu số,
trước hết cần nắm được các khái niệm và thuật ngữ cơ bản về tín hiệu và các hệ xử
lý tín hiệu.
1.1.1.1. Khái niệm và phân loại tín hiệu:
1. Khái niệm về tín hiệu : Tín hiệu là một dạng vật chất có một đại lượng
vật lý được biến đổi theo quy luật của tin tức.
Có nhiều loại tín hiệu khác nhau, ví dụ như các tín hiệu âm thanh, ánh sáng,
sóng âm, sóng điện từ, tín hiệu điện ...vv... Mỗi lĩnh vực kỹ thuật thường sử dụng
một số loại tín hiệu nhất định. Trong các lĩnh vực có ứng dụng kỹ thuật điện tử,
người ta thường sử dụng tín hiệu điện và sóng điện từ, với đại lượng mang tin tức
có thể là điện áp, dòng điện, tần số hay góc pha. Mỗi loại tín hiệu khác nhau có
những tham số đặc trưng riêng, tuy nhiên tất cả các loại tín hiệu đều có các tham số
cơ bản là độ lớn (giá trị), năng lượng và công suất, chính các tham số đó nói lên bản
chất vật chất của tín hiệu . Tín hiệu được biểu diễn dưới dạng hàm của biến thời
gian x(t), hay hàm của biến tần số X(f) hay X(ω).
2. Phân loại tín hiệu: Theo dạng của biến thời gian t và giá trị hàm số x(t),
người ta phân loại tín hiệu như sau :
* Tín hiệu liên tục x(t) là tín hiệu có biến thời gian t liên tục.
Tín hiệu liên tục xác định liên tục theo thời gian, với giá trị hàm số có thể biến
thiên liên tục hay được lượng tử hóa, và có thể tồn tại các điểm gián đoạn loại một
hay loại hai.
Trên hình 1.1a là đồ thị của tín hiệu liên tục có giá trị liên tục. Trên hình 1.1b là
đồ thị của tín hiệu liên tục có giá trị lượng tử hóa từ tín hiệu trên hình 1.1a. Trên
hình 1.1c là đồ thị của tín hiệu liên tục có giá trị gián đoạn loại một.
* Tín hiệu rời rạc x(nT) là tín hiệu có biến thời gian gián đoạn t = nT.
Tín hiệu rời rạc chỉ xác định ở những thời điểm gián đoạn t = nT, không xác
định trong các khoảng thời gian ở giữa hai điểm gián đoạn.
Có thể biến đổi tín hiệu liên tục x(t) thành tín hiệu rời rạc x(nT), quá trình đó
được gọi là rời rạc hóa tín hiệu liên tục. Định lý lấy mẫu là cơ sở để thực hiện rời
rạc hóa tín hiệu liên tục mà không làm thay đổi thông tin mang trong nó. Quá trình
rời rạc hóa tín hiệu liên tục còn được gọi là quá trình lấy mẫu.
Trên hình 1.2a là đồ thị của tín hiệu rời rạc có giá trị liên tục (có thể nhận giá trị
bất kỳ tại mỗi thời điểm rời rạc). Trên hình 1.2b là tín hiệu rời rạc có giá trị được
lượng tử hóa từ tín hiệu trên hình 1.2a
a. Giá trị liên tục. b. Giá trị được lượng tử hóa.
Hình 1.2 : Đồ thị các tín hiệu rời rạc.
nT
x(nT) x(nT)
nT
t
2
4
0
x(t)
t
x1(t)
x(n)
n
a. Giá trị liên tục. b. Giá trị lượng tử. c. Giá trị gián đoạn.
Hình 1.1 : Đồ thị các tín hiệu liên tục.
bạn download tại link sau:
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, , đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
(