基于FPGA的全数字锁相环自适应低通滤波器设计

本文主要探讨了"全数字锁相环实现的自适应低通滤波电路"这一领域的研究。论文发表于2014年的《计算机工程与应用》杂志，第50卷第3期，作者为马胜前、杨阳和刘娟芳，来自西北师范大学物理与电子工程学院。他们提出的创新方法是设计一种基于全数字锁相环（ADPLL）的自适应低通滤波系统。 论文的核心思想是利用FPGA技术实现全数字锁相环，该系统的关键步骤包括：首先，输入信号经过整形后转换为方波信号，这个过程确保了信号的稳定性和易于处理。接着，这个方波信号通过FPGA中的全数字锁相环进行锁相，实现了频率的精确跟踪。锁相后的信号进一步被转换为同步倍频信号，该信号作为开关电容滤波器MAX295的时钟输入，通过控制滤波器的截止频率，使得滤波器的频率可以根据输入信号的变化自动调整，从而实现自适应滤波功能。 相比于传统的模拟锁相环，全数字锁相环具有更高的精度和灵活性，尤其是在现代通信系统中，对于信号的实时处理和适应性需求日益增长，全数字解决方案的优势更加明显。文章中详细介绍了FPGA如何实现全数字锁相环的设计方法，以及如何通过这种结构实现自适应滤波，包括其卡尔曼滤波器和LMS算法的应用，展示了理论与实践的结合。 实验部分验证了这种系统设计的有效性和实用性，它可以实现1 kHz至50 kHz的频率范围内的自跟踪倍频和滤波，这对于信号处理和通信系统中的信号质量控制至关重要。这篇论文不仅提供了新颖的电路设计思路，也为其他研究者在自适应滤波技术领域提供了有价值的参考。