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仪器与设备:基于FPGA的自适应梯形成形算法的研究

2023-07-29
摘要:本文利用MATLAB软件SIMULINK工具仿真实现了传统梯形滤波成形算法,分析了级联环节的作用,通过增加负反馈环节自适应的调节成形参数以实现梯形输出,增强了该算法的环境适应性。

  【作 者】江环;胡颖睿;马健

  【引 言】

  指数衰减信号一般呈现上升快、峰值点窄,拖尾长的特点,导致对该种信号的幅度信息提取难度大。采用的梯形成形算法的原理则是将难以通过采样得到的峰值点拓宽,使得其更容易被采到。该种算法内部逻辑较复杂,但优点是幅度信息准确,能控制梯形参数,参数调节灵活,有效减少由于衰减过程导致基线漂移和脉冲堆积的概率[1],并且只要对控制好算法参数,就能消除弹道亏损[2]。本文提出的基于FPGA 的自适应梯形成形的算法利用 FPGA 的并行、高速优势,通过代码将最终成形的梯形信号的上升沿时间、平顶时间、下降沿时间都能确定。并加入了自适应内容,利用输入原信号的特征进行初步计算,进一步得到成形结果,对比结果的特殊点数据,判断是否还需要进行算法参数调整,如此,经过多次迭代,最终实现输出顶部平坦的梯形信号。

  【结 论】

  本文利用MATLAB软件SIMULINK工具仿真实现了传统梯形滤波成形算法,分析了级联环节的作用,通过增加负反馈环节自适应的调节成形参数以实现梯形输出,增强了该算法的环境适应性;利用Quartus II 编写 Verilog 代码,通过级联方式简化 FPGA 处理过程,提高了系统的实时性;通过对实际脉冲信号进行采集,经 ModelSim 仿真得到的测试结果与 MATLB 仿真结果大体一致,也证实了本设计提出的算法是可行的,对梯形成形算法在 FPGA 上的应用研究具有一定参考价值。

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标签: 成形