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基于FPGA的高阶大位宽超声相控阵滤波器设计_马骏
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2017-03-08
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基于FPGA的高阶大位宽超声相控阵滤波器设计_马骏
在大型超声相控阵无损检测系统的研制过程中, 为了降低 回波信号噪声,对不同通道信号进行精确延时,要利用对称有限 冲激响应滤波器的线性相位特性, 针对超声波阵元的频率特性 设计内插、全通延迟和带通滤波器,滤波器的系数可以通过软件 配置以适应不同的应用场合。由数字信号处理理论可知,单位样 值响应长度为 N 的 FIR 一次滤波过程需要做 N 次有符号数的 乘法运算和 N-1 次加法运算。某型超声相控阵中同时对多个孔 径进行处理,滤波器乘加运算速率高达 1.6G/s。如果采用 DSP 处 理器,会带来系统成本高,硬件复杂,对代码效率要求高等问题。 而 FPGA 由于其易于现场编程, 包含多个分布式乘加器资源等 优势,在超声信号处理中得到了广泛的应用。这种方式不仅性能 能够达到要求,而且方便与整个信号链集成。
在大型超声相控阵无损检测系统的研制过程中, 为了降低 回波信号噪声,对不同通道信号进行精确延时,要利用对称有限 冲激响应滤波器的线性相位特性, 针对超声波阵元的频率特性 设计内插、全通延迟和带通滤波器,滤波器的系数可以通过软件 配置以适应不同的应用场合。由数字信号处理理论可知,单位样 值响应长度为 N 的 FIR 一次滤波过程需要做 N 次有符号数的 乘法运算和 N-1 次加法运算。某型超声相控阵中同时对多个孔 径进行处理,滤波器乘加运算速率高达 1.6G/s。如果采用 DSP 处 理器,会带来系统成本高,硬件复杂,对代码效率要求高等问题。 而 FPGA 由于其易于现场编程, 包含多个分布式乘加器资源等 优势,在超声信号处理中得到了广泛的应用。这种方式不仅性能 能够达到要求,而且方便与整个信号链集成。
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