基于FPGA过采样技术及实现

　　图4为时，原型滤波器、整形滤波器、压制虚像滤波器和最后获得的插值滤波器的幅度响应，原型滤波器为FIR切比雪夫滤波器。从图4(a)可以看出，虚像出现的位置与平均滤波器的零点位置对齐，从而抑制了虚像。由于太小，平均滤波器的旁瓣宽度较大，陷波带大于虚像带宽，导致虚像的抑制没有达到滤波器要求的阻带衰减。但是，虚像所处频率与过采样频率相当，此处出现的噪声仅为量化噪声，此处衰减特性只要将其抑制到ADC分辨率提高后的量化噪声水平，即满足过采样的要求。例如：ADC分辨率经过采样后提高6位，其要求的衰减特性为-36.1dB，而图4(a)插值滤波器虚像处的衰减为52dB，足以满足大部分设计的要求。

插值滤波器在过采样中的实现的流程为：在原型滤波器进行K倍内插后，再做K点的平均滤波即可。看上去需要两步才能实现低通滤波，实际上，由于整形和平均滤波的特性，我们可以一步完成滤波。由式(3)可知，整形子滤波器的输出为：

　　为下抽取及计算方便，将整形滤波器的长度从，改为KLp 。由于FIR滤波器系数的不敏感性，这样做并不会影响滤波器特性。则插值滤波器的输出为：

　　由式(4-9)可知，插值滤波器输出是将K点值平均后，再与原型滤波器系数加权平均的结果。可以看出，实现方式很简单。

　　过采样技术在FGPA的实现

　　一些通用的数据采集模块需要实现多种信号的测量，注重模块的通用性，因此，放大、滤波等信号预处理电路这样的个性事物是不被允许存在的。将过采样技术应用于通用模块，省略信号预处理电路，根据信号特点，选取合适的过采样率和下抽取率，平衡最终采样率和分辨率，来获取要求的测量精度。根据通用模块的要求，设计了图5所示结构来实现通用模块的过采样技术。