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梳状滤波器以及积分梳状滤波器的FPGA实现

39度创意研究所 2020-11-21 09:57 次阅读

作者:lee

在实现多级CIC滤波器前我们先来了解滑动平均滤波器、微分器、积分器以及梳状滤波器原理。CIC滤波器在通信信号处理中有着重要的应用。

这篇文章来介绍梳状滤波器以及积分梳状滤波器,为up sample rate convert 和 down sample rate convert 的FPGA实现打下基础。

1 梳状滤波器

 

 
图1 梳状滤波器结构

梳状滤波器的两端为1和-1的权值,具有简单的多信道频率响应。

Matlab:
close all
clear all
Clc

%set system parameter
Fs = 352800;   %sampling frequency
L = 8192;

%comb
b =[1,0,0,0,0,0,0,0,-1];
a =1;

%频率响应和相位响应
[h,f]=freqz(b,a,L,Fs);       %freqz函数求频率响应
mag=20*log(abs(h))/log(10);  %幅度转换成dB单位    
ph=angle(h)*180/pi;          %相位值单位转换

figure(1),
subplot(211);plot(f,mag);
xlabel('频率(Hz)','fontsize',8);
ylabel('幅度(dB)','fontsize',8);
title('freqz()幅频响应','fontsize',8);
subplot(212);plot(f,ph);
xlabel('频率(Hz)','fontsize',8);
ylabel('相位(度)','fontsize',8);
title('freqz()相频响应','fontsize',8);
 

 
图2 梳状滤波器的频率响应和相位响应

因为滤波器的幅频响应像一把梳子,所以称作梳状滤波器。

2 积分梳状滤波器

 

 
图3 积分梳状滤波器结构

积分器和梳状滤波器的级联就是积分梳状(Integrator-Comb)滤波器。

Matlab:
close all
clear all
clc

%set system parameter
Fs = 44100;   %sampling frequency
L = 8192;

%Integerator+comb
b =[1,0,0,0,0,0,0,0,-1];
a =[1,-1];

%频率响应和相位响应
[h,f]=freqz(b,a,L,Fs);       %freqz函数求频率响应
mag=20*log(abs(h))/log(10);  %幅度转换成dB单位   
mag = mag -max(mag)
ph=angle(h)*180/pi;          %相位值单位转换

figure(1),
subplot(211);plot(f,mag);
xlabel('频率(Hz)','fontsize',8);
ylabel('幅度(dB)','fontsize',8);
title('freqz()幅频响应','fontsize',8);
subplot(212);plot(f,ph);
xlabel('频率(Hz)','fontsize',8);
ylabel('相位(度)','fontsize',8);
title('freqz()相频响应','fontsize',8);
 

 
图4 积分梳状滤波器的频率响应和相位响应

 

 
图5 五级IC串联

如图5所示,5个积分梳状滤波器级联的幅频响应如图6所示。

 

 
图6 五级积分梳状滤波器串联幅频响应


编辑:hfy


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NCP3235 4.5 V至21 V 集成MOSFET的DC / DC转换器

5是一款带内部MOSFET的15 A DC / DC转换器,设计灵活。该器件可提供低至0.6V至输入电压80%以上的可调输出电压。功能包括可调电流限制,输出电压和软启动时序。引脚可选功能可实现550 kHz或1 MHz的开关频率,选择DCM / CCM工作模式,以及在过流期间锁定或打嗝模式的能力。该器件可配置为在超声模式下工作,以避开音频带。该器件采用耐热增强型6mm x 6mm TQFN封装。 特性 优势 准确0.6 V参考 可调输出以设置所需电压低至0.6 V DCM / CCM可选择选项 在不连续模式下操作以在轻负载下提高效率 550kHz / 1.1MHz开关频率 选择更高效率或更小输出滤波器的设计灵活性 超声波模式 保持电容器不发出声音 热增强型QFN封装 3个裸露焊盘散布更高 4.5 V至21 V的宽工作范围 允许跨多个应用程序使用 可调软启动 允许在通电期间平稳上升 应用 终端产品 计算/服务器 数据通信/网络 FGPA,ASIC,DSP电源 12 V负载点 桌面 服务器 网络 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-30 03:02 81次 阅读
NCP3235 4.5 V至21 V 集成MOSFET的DC / DC转换器

NCV890230 汽车降压开关稳压器 2 A 2 MHz 45 V负载转储

230是一款固定频率,单片,降压型开关稳压器,适用于汽车,电池连接应用,必须使用高达36V的输入电源。该调节器适用于汽车驾驶员信息系统中经常遇到的低噪声和小外形要求的系统。 NCV890230能够将典型的4.5 V至18 V汽车输入电压范围转换为低至3.3 V的输出,并在高于敏感AM频段的恒定开关频率下,无需昂贵的滤波器和EMI对策。 NCV890230还提供汽车电源系统中预期的多种保护功能,如电流限制,短路保护和热关断。此外,即使使用小电感值和全陶瓷输出滤波电容,高开关频率也会产生低输出电压纹波 - 形成节省空间的开关稳压器解决方案。 特性 优势 2 MHz免费 - 运行开关频率 可以使用小尺寸,低成本的电感和EMC滤波器 内部N通道电源开关 更少的外部组件 低V IN 操作向下4.5 V 维持电池瞬变期间的操作 高V IN 操作至32 V 在电池瞬变期间维持运行 承受负载转储至45 V 保护负载免受装载转储 逻辑电平启用输入可直接连接电池 灵活启用 2.2 A (min)逐周期峰值电流限制 防止过电流故障 通过频率折返增强短路保护 防止输出短路 1.7...
发表于 07-30 02:02 170次 阅读
NCV890230 汽车降压开关稳压器 2 A 2 MHz 45 V负载转储

NCV890231 汽车开关稳压器 降压 2 A 2 MHz

231是一款固定频率,单片,降压型开关稳压器,适用于汽车,电池连接应用,必须使用高达32 V的输入电源。该调节器适用于汽车驾驶员信息系统中经常遇到的低噪声和小外形要求的系统。 NCV890231能够将典型的4.5 V至18 V汽车输入电压范围转换为低至3.3 V的输出,在高于敏感AM频段的恒定开关频率下,无需昂贵的滤波器和EMI对策。提供两个引脚以同步切换到时钟或另一个NCV890231。 NCV890231还提供汽车电源系统中预期的多种保护功能,如电流限制,短路保护和热关断。此外,即使使用小电感值和全陶瓷输出滤波电容,高开关频率也会产生低输出电压纹波 - 形成节省空间的开关稳压器解决方案。 特性 优势 2 MHz免费 - 运行开关频率 可以使用小尺寸,低成本的电感和EMC滤波器 内部N通道电源开关 更少的外部组件 低V IN 操作向下4.5 V 维持电池瞬变期间的操作 高V IN 操作至32 V 在电池瞬变期间维持运行 承受负载转储至45 V 保护负载免受装载转储 逻辑电平启用输入可直接连接电池 灵活启用 1.4 A (min)逐周期峰值电流限制 防止过电流故障 通过...
发表于 07-30 02:02 124次 阅读
NCV890231 汽车开关稳压器 降压 2 A 2 MHz

NCV890130 汽车开关稳压器 1.2 A 2 MHz 45 V负载转储

130是一款固定频率,单片,降压型开关稳压器,适用于汽车电池连接应用,必须使用高达32 V的输入电源。该调节器适用于汽车驾驶员信息系统中经常遇到的低噪声和小外形要求的系统。 NCV890130能够将典型的4.5 V至18 V汽车输入电压范围转换为低至3.3 V的输出,并在高于敏感AM频段的恒定开关频率下,无需昂贵的滤波器和EMI对策。 NCV890130还提供汽车电源系统中预期的一些保护功能,如电流限制,短路保护和热关断。此外,即使使用小电感值和全陶瓷输出滤波电容,高开关频率也会产生低输出电压纹波 - 形成节省空间的开关稳压器解决方案。 特性 优势 2 MHz免费 - 运行开关频率 可以使用小尺寸,低成本的电感和EMC滤波器 内部N通道电源开关 更少的外部组件 低V IN 操作向下4.5 V 维持电池瞬变期间的操作 高V IN 操作至32 V 在电池瞬变期间维持运行 承受负载转储至45 V 保护负载免受装载转储 逻辑电平启用输入可直接连接电池 灵活启用 1.4 A (min)逐周期峰值电流限制 防止过电流故障 通过频率折返增强短路保护 防止输出短路 ±1.7...
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NCV890130 汽车开关稳压器 1.2 A 2 MHz 45 V负载转储

NCV890104 汽车开关稳压器 降压 1.2 A 2 MHz 扩频

104是一款固定频率,单片,降压型开关稳压器,适用于汽车电池连接应用,必须使用高达36 V的输入电源。该调节器适用于汽车驾驶员信息系统中经常遇到的低噪声和小外形要求的系统。 NCV890104能够将典型的4.5 V至18 V汽车输入电压范围转换为低至3.3 V的输出,在高于敏感AM频段的恒定开关频率下,无需昂贵的滤波器和EMI对策。当输出处于稳压状态时,复位引脚发出信号,并在RSTB信号变为高电平之前提供一个引脚来调整延迟。 NCV890104还提供汽车电源系统中预期的多种保护功能,如电流限制,短路保护和热关断。此外,即使使用小电感值和全陶瓷输出滤波电容,高开关频率也会产生低输出电压纹波 - 形成节省空间的开关稳压器解决方案。 特性 优势 可调节扩频 EMI减少 内部N通道电源开关 低VIN操作低至4.5 V 高VIN操作至36 V 承受负载转储至40 V 2 MHz自由运行开关频率 使用可调延迟重置 逻辑电平启用输入可直接连接电池 1.4 A(分钟)逐周期峰值电流限制 频率折返增强短路保护 ±1.75%输出电压容差 输出电压可调低至0.8 V ...
发表于 07-30 01:02 70次 阅读
NCV890104 汽车开关稳压器 降压 1.2 A 2 MHz 扩频

NCV890204 汽车开关稳压器 降压 2.0 A 2 MHz 扩频

204是一款固定频率,单片,降压型开关稳压器,适用于汽车,电池连接应用,必须使用高达36 V的输入电源。该调节器适用于汽车驾驶员信息系统中经常遇到的低噪声和小外形要求的系统。 NCV890204能够将典型的4.5 V至18 V汽车输入电压范围转换为低至3.3 V的输出,在高于敏感AM频段的恒定开关频率下,无需昂贵的滤波器和EMI对策。当输出处于稳压状态时,复位引脚发出信号,并在RSTB信号变为高电平之前提供一个引脚来调整延迟。 NCV890204还提供汽车电源系统中预期的多种保护功能,如电流限制,短路保护和热关断。此外,即使使用小电感值和全陶瓷输出滤波电容,高开关频率也会产生低输出电压纹波 - 形成节省空间的开关稳压器解决方案。 特性 优势 可调节扩频 EMI减少 内部N通道电源开关 低VIN操作低至4.5 V 高VIN操作至36 V 承受负载转储至40 V 2 MHz自由运行开关频率 使用可调延迟重置 逻辑电平启用输入可直接连接电池 2.2 A(min)逐周期峰值电流限制 频率折返增强短路保护 ±1.75%输出电压容差 输出电压可调低至0.8 V...
发表于 07-30 01:02 136次 阅读
NCV890204 汽车开关稳压器 降压 2.0 A 2 MHz 扩频

NCV890200 汽车开关稳压器 降压 2 A 2 MHz

200是一款固定频率,单片式降压开关稳压器,适用于汽车,电池连接应用,必须在高达36V的输入电源下工作。该调节器适用于汽车驾驶员信息系统中经常遇到的低噪声和小外形要求的系统。 NCV890200能够将典型的4.5 V至18 V汽车输入电压范围转换为低至3.3 V的输出,在高于敏感AM频段的恒定开关频率下,无需昂贵的滤波器和EMI对策。 NCV890200还提供汽车电源系统中预期的一些保护功能,如电流限制,短路保护和热关断。此外,即使使用小电感值和全陶瓷输出滤波电容,高开关频率也会产生低输出电压纹波 - 形成节省空间的开关稳压器解决方案。 特性 优势 2 MHz免费 - 运行开关频率 使用小尺寸,低成本电感和EMI滤波器 内部N通道电源开关 低V IN 低至4.5 V的操作 高V IN 操作至36 V 承受负载转储到40 V 逻辑电平启用输入可直接连接电池 2.2 A(min)逐周期峰值电流限制 频率折返增强短路保护 ±1.75%输出电压容差 输出电压可调低至0.8 V 1.4毫秒内部软启动 热关机(TSD) 低关机电流 汽车及其他需要现场和变...
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NCV890200 汽车开关稳压器 降压 2 A 2 MHz

NCV890101 汽车开关稳压器 降压 1.2 A 2 MHz

101是一款固定频率,单片,降压型开关稳压器,适用于汽车电池连接应用,必须在高达36V的输入电源下工作。该调节器适用于汽车驾驶员信息系统中经常遇到的低噪声和小外形要求的系统。 NCV890101能够将典型的4.5 V至18 V汽车输入电压范围转换为低至3.3 V的输出,并在高于敏感AM频段的恒定开关频率下工作,无需昂贵的滤波器和EMI对策。两个引脚用于同步切换到时钟或另一个NCV890101。 NCV890101还提供汽车电源系统中预期的多种保护功能,如电流限制,短路保护和热关断。此外,即使使用小电感值和全陶瓷输出滤波电容,高开关频率也会产生低输出电压纹波 - 形成节省空间的开关稳压器解决方案。 特性 优势 2 MHz免费 - 运行开关频率 可以使用小尺寸,低成本的电感和EMC滤波器 内部N通道电源开关 低V IN 低至4.5 V的操作 高V IN 操作至36 V 承受负载转储到40 V 与其他NCV890101或外部时钟自动同步 逻辑电平启用输入可直接连接电池 1.4 A(min)逐周期峰值电流限制 通过频率折返增强短路保护 ±1.75%输出电压容差 输出电压可调低至...
发表于 07-30 01:02 103次 阅读
NCV890101 汽车开关稳压器 降压 1.2 A 2 MHz

NCV890201 汽车开关稳压器 降压 2 A 2 MHz

201是一款固定频率,单片,降压型开关稳压器,适用于汽车,电池连接应用,必须在高达36V的输入电源下工作。该调节器适用于汽车驾驶员信息系统中经常遇到的低噪声和小外形要求的系统。 NCV890201能够将典型的4.5 V至18 V汽车输入电压范围转换为低至3.3 V的输出,在高于敏感AM频段的恒定开关频率下,无需昂贵的滤波器和EMI对策。两个引脚用于同步切换到时钟或另一个NCV890201。 NCV890201还提供汽车电源系统中预期的多种保护功能,如电流限制,短路保护和热关断。此外,即使使用小电感值和全陶瓷输出滤波电容,高开关频率也会产生低输出电压纹波 - 形成节省空间的开关稳压器解决方案。 特性 优势 2 MHz免费 - 运行开关频率 允许使用小型,低成本的电感和EMC滤波器 内部N通道电源开关 低V IN 低至4.5 V的操作 高V IN 操作至36 V 承受负载转储到40 V 与其他NCV890201或外部时钟自动同步 逻辑电平使能输入可直接连接电池 2.2 A(min)逐周期峰值电流限制 频率折返增强短路保护 ±1.75%输出电压容差 输出电压可调低至0.8 V ...
发表于 07-30 01:02 196次 阅读
NCV890201 汽车开关稳压器 降压 2 A 2 MHz

NCP81250 单相同步降压稳压器 集成功率MOSFET 用于VR12嵌入式CPU

50是一款单相同步降压稳压器,集成了功率MOSFET,可为VR12嵌入式CPU提供高效,紧凑的电源管理解决方案。该器件能够在带SVID接口的可调输出上提供高达14 A的TDC输出电流。工作在高达1.2 MHz的高开关频率允许采用小尺寸电感器和电容器,同时由于采用高性能功率MOSFET的集成解决方案而保持高效率。电流模式RPM控制与输入电源和输出电压的前馈确保稳定运行宽操作条件。 特性 优势 5V至20V输入电压范围 优化用于超极本和笔记本应用 带SVID接口的可调输出电压 可编程DVID前馈以支持快速DVID 集成栅极驱动器和功率MOSFET 小外形设计 500kH z~1.2MHz开关频率 减小输出滤波器尺寸和成本 输入电源电压和输出电压的前馈操作 快速线路瞬态响应和DVID转换 过流,过压/欠压和热保护 防止出现故障 5 V至20 V输入电压范围 0.9 V / 1.35 V固定启动电压 带SVID接口的可调输出电压 最多14个TDC输出电流 500 kHz~1.2 MHz开关频率 电流模式RPM控制 可编程SVID地址和I...
发表于 07-30 01:02 76次 阅读
NCP81250 单相同步降压稳压器 集成功率MOSFET 用于VR12嵌入式CPU

NCV890131 汽车降压开关稳压器 1.2 A 2 MHz 45 V负载转储 同步输入和同步输出

131是一款固定频率,单片,降压型开关稳压器,适用于汽车电池连接应用,必须使用高达32 V的输入电源。该调节器适用于汽车驾驶员信息系统中经常遇到的低噪声和小外形要求的系统。 NCV890131能够将典型的4.5 V至18 V汽车输入电压范围转换为低至3.3 V的输出,在高于敏感AM频段的恒定开关频率下,无需昂贵的滤波器和EMI对策。提供两个引脚以同步切换到时钟或另一个NCV890131。 NCV890131还提供汽车电源系统中预期的一些保护功能,如电流限制,短路保护和热关断。此外,即使使用小电感值和全陶瓷输出滤波电容,高开关频率也会产生低输出电压纹波 - 形成节省空间的开关稳压器解决方案。 特性 优势 2 MHz免费 - 运行开关频率 可以使用小尺寸,低成本的电感和EMC滤波器 内部N通道电源开关 更少的外部组件 低V IN 操作向下4.5 V 维持电池瞬变期间的操作 高V IN 操作至32 V 在电池瞬变期间维持运行 承受负载转储至45 V 保护负载免受装载转储 逻辑电平启用输入可直接连接电池 灵活启用 1.4 A (min)逐周期峰值电流限制 防止过电流故障 通过频...
发表于 07-30 00:02 91次 阅读
NCV890131 汽车降压开关稳压器 1.2 A 2 MHz 45 V负载转储 同步输入和同步输出

NCV890203 汽车开关稳压器 降压 2.0 A 2 MHz 复位 可调延迟

203是一款固定频率,单片式降压开关稳压器,适用于汽车电池连接应用,必须使用高达36 V的输入电源。该调节器适用于汽车驾驶员信息系统中经常遇到的低噪声和小外形要求的系统。 NCV890203能够将典型的4.5 V至18 V汽车输入电压范围转换为低至3.3 V的输出,并在高于敏感AM频段的恒定开关频率下,无需昂贵的滤波器和EMI对策。当输出处于稳压状态时,复位引脚发出信号,并在RSTB信号变为高电平之前提供一个引脚来调整延迟。 NCV890203还提供汽车电源系统中预期的多种保护功能,如电流限制,短路保护和热关断。此外,即使使用小电感值和全陶瓷输出滤波电容,高开关频率也会产生低输出电压纹波 - 形成节省空间的开关稳压器解决方案。 特性 内部N通道电源开关 低VIN操作低至4.5 V 高VIN操作至36 V 承受负载转储至40 V 2 MHz自由运行开关频率 使用可调延迟重置 逻辑电平使能输入可直接连接电池 2.2 A(分钟) )逐周期峰值电流限制 通过频率折返增强短路保护 ±1.75%输出电压容差 输出电压可调低至0.8 V 1.4毫秒内部软启动 热关机(TSD) ...
发表于 07-30 00:02 88次 阅读
NCV890203 汽车开关稳压器 降压 2.0 A 2 MHz 复位 可调延迟

NCV890100 汽车开关稳压器 降压 1.2 A 2 MHz

100是一款固定频率,单片,降压型开关稳压器,适用于汽车,电池连接应用,必须使用高达36V的输入电源。该调节器适用于汽车驾驶员信息系统中经常遇到的低噪声和小外形要求的系统。 NCV890100能够将典型的4.5 V至18 V汽车输入电压范围转换为低至3.3 V的输出,在高于敏感AM频段的恒定开关频率下,无需昂贵的滤波器和EMI对策。 NCV890100还提供汽车电源系统中预期的一些保护功能,如电流限制,短路保护和热关断。此外,即使使用小电感值和全陶瓷输出滤波电容,高开关频率也会产生低输出电压纹波 - 形成节省空间的开关稳压器解决方案。 特性 优势 2-MHz自由运行的开关频率 允许使用小尺寸,低成本的电感和EMC滤波器 内部N通道电源开关 低V IN 低至4.5 V的操作 高V IN 高达36 V的操作 承受负载转储到40 V 逻辑电平启用输入可直接连接电池 1.4 A(min)逐周期峰值电流限制 通过频率折返增强短路保护 ±1.75%输出电压容差 输出电压可调低至0.8 V 1.4 ms内部软启动 热关机(TSD) 低关机电流 汽车和其他需要...
发表于 07-30 00:02 182次 阅读
NCV890100 汽车开关稳压器 降压 1.2 A 2 MHz

NCV891930 低静态电流2 MHz汽车同步降压控制器

930是一款2 MHz固定频率低静态电流降压控制器,具有扩频,工作电压高达38 V(典型值)。它可以与时钟同步或分离NCV891930。峰值电流模式控制用于快速瞬态响应和宽输入电压和输出负载范围的严格调节。反馈补偿是设备内部的,允许设计简化。 NCV891930能够在高于敏感AM频段的恒定基极开关频率下,从3.5 V(启动期间为4.5 V)的汽车输入电压范围转换为18 V,无需昂贵的滤波器和EMI对策。对于20 V至38 V(典型值)的输入电压,开关频率可折叠回1 MHz。在高达45 V的负载突降条件下,调节器关闭。高压偏置调节器可自动切换到外部5 V偏置电源,以提高效率。提供多种保护功能,如UVLO,电流限制,短路保护和热关断。即使使用小电感值和全陶瓷输出滤波电容,高开关频率也会产生低输出电压纹波,从而形成节省空间的开关解决方案。(NCV881930提供410 kHz版本) 特性 空载时30μA工作电流 75 mV电流限制感应 能够进行45 V负载转储 具有锁定的板可选固定输出电压 2 MHz工作频率同步能力 自适应非重叠电路 集成扩频 逻辑电平启用输入可以绑定直接电池 短路保护脉冲跳过 UV...
发表于 07-29 19:02 172次 阅读
NCV891930 低静态电流2 MHz汽车同步降压控制器

NCP81149 具有SVID接口的单相电压调节器 适用于计算应用

49是一款单相同步降压稳压器,集成了功率MOSFET,可为新一代计算CPU提供高效,紧凑的电源管理解决方案。该器件能够在带SVID接口的可调输出上提供高达14A TDC的输出电流。在高达1.2MHz的高开关频率下工作,允许采用小尺寸电感器和电容器,同时由于采用高性能功率MOSFET的集成解决方案而保持高效率。具有来自输入电源和输出电压的前馈的电流模式RPM控制确保在宽操作条件下的稳定操作。 NCP81149采用QFN48 6x6mm封装。 特性 优势 4.5V至25V输入电压范围 针对超极本和笔记本应用进行了优化 支持11.5W和15W ULT平台 符合英特尔VR12.6和VR12.6 +规格 使用SVID接口调节输出电压 可编程DVID Feed - 支持快速DVID的前进 集成栅极驱动器和功率MOSFET 小外形设计 500kHz~1.2MHz开关频率 降低输出滤波器尺寸和成本 Feedforward Ope输入电源电压和输出电压的比例 快线瞬态响应和DVID转换 过流,过压/欠压和热保护 防止故障 应用 终端产品 工业应用 超极本应用程序 笔记本应用程序 集成POL U...
发表于 07-29 19:02 132次 阅读
NCP81149 具有SVID接口的单相电压调节器 适用于计算应用