《電子技術(shù)應(yīng)用》
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毛刺濾波的一些方法
摘要: 在采集一組并行接口信號時,發(fā)現(xiàn)接收到的數(shù)據(jù)非常不穩(wěn)定。用示波器測量幾個用于同步的控制信號,發(fā)現(xiàn)時不時的有毛刺產(chǎn)生。因為這些數(shù)據(jù)最終都是要顯示在液晶屏上的,當示波器同時測量兩個同步信號時,液晶屏的顯示錯位現(xiàn)象得到明顯好轉(zhuǎn)。
Abstract:
Key words :

  在采集一組并行接口信號時,發(fā)現(xiàn)接收到的數(shù)據(jù)非常不穩(wěn)定。用示波器測量幾個用于同步的控制信號,發(fā)現(xiàn)時不時的有毛刺產(chǎn)生。因為這些數(shù)據(jù)最終都是要顯示在液晶屏上的,當示波器同時測量兩個同步信號時,液晶屏的顯示錯位現(xiàn)象得到明顯好轉(zhuǎn)。示波器探頭測量信號時相當于并聯(lián)上一個pF級的電容,也能夠一定程度上起到濾波的效果,因此可以斷定同步信號的毛刺影響了數(shù)據(jù)的采集。其中一個同步信號如圖1,兩個有效高脈沖之間有很多毛刺,放大毛刺后如圖2所示,大約維持10ns的高電平。

  

  圖1

  

  圖2

  如何濾除這些毛刺呢?辦法有兩個,其一就是用純粹硬件的辦法,在信號進入FPGA之前進行濾波處理,串個電阻并個電容都可以,特權(quán)同學并了一個20pF電容后就能夠把這些毛刺徹底濾干凈,如圖3所示。

  

  圖3

  而還有一種“軟”硬件濾波的方法。就如特權(quán)同學收錄進<深入淺出玩轉(zhuǎn)FPGA>一書中的博文<基于FPGA的跨時鐘域信號處理——亞穩(wěn)態(tài)>所談到的,降低數(shù)據(jù)采集頻率以及多次采集后邏輯處理都是一種思路。那這里特權(quán)同學給出一種多次采集處理的濾波方法和大家分享。

  input ain; //輸入信號

  reg[3:0] ainr; //輸入信號緩存

  //輸入信號打4拍

  always @(posedge clk or negedge rst_n)

  if(!rst_n) ainr <= 4‘d0;

  else ainr <= {ainr[2:0],ain};

  //輸入信號上升沿檢測,高電平有效

  wire pos_ain = ~ainr[3] & ~ainr[2] & ainr[1] & ainr[0];

  //通常只要兩個信號就行,即wire pos_ain = ~ainr[2] & ainr[1] ;。

  //這里用了4個信號就是多次采樣濾波的效果

  //輸入信號下降沿檢測,高電平有效

  wire neg_ain = ainr[3] & ainr[2] & ~ainr[1] & ~ainr[0];

  //通常只要兩個信號就行,即wire neg_ain = ainr[2] & ~ainr[1] ;。

  //這里用了4個信號就是多次采樣濾波的效果

  //若該輸入信號主要關(guān)注其高脈沖,那么可以做以下濾波

  wire high_ain = ainr[1] & ainr[0];

  //兩個信號相與通??梢詾V除1個clk的毛刺,相應(yīng)的,3個信號相與可以濾除2個clk的毛刺

  //若該輸入信號主要關(guān)注其低脈沖,那么可以做以下濾波

  wire low_ain = ainr[1] | ainr[0];

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