基于FPGA的程控滤波器的开题报告文档.doc

北方工业大学 本科毕业设计（论文）开题报告书 题 目： 基于FPGA的程控滤波器设计 指导教师： 赵宇红 专业班级： 电11-1 学 号： 11101040115 姓 名： 李想 日 期： 2015年 3月 20日  现代社会的标志之一就是信息产品的广泛使用，而且是产品的性能越来越强，复杂程度越来越高，更新步伐越来越快。而电子产品设计开发技术支撑了信息电子产品的高速发展。其中的代表就是电子设计自动化技术。 FPGA从FPGA成为首选广大电子工程人员掌握这一先进技术不仅是提高设计效率的需要更是我国电子工业在世界市场上生存竞争与发展的需要 滤波器其实就是选频电路，可允许部分频率的信号顺利通过，而另一部分频率的信号受到较大抑制。在近代电信装备和各类控制系统中，滤波器应用极为广泛。模拟滤波器在测试系统或专用仪器仪表中是一种常用的变换装置。滤波器的优劣直接影响产品的性能，所以对滤波器的研究和生产历来为各国所重视。 本设计是利用 本课程是设计一个基于FPGA的程控滤波器，要求放大器增益可设置；低通或高通滤波器通带、截止频率等参数可设置。 2.硬件设计方案 以FPGA为控制核心，键盘设置的程控放大器和低通或高通滤波器参数，并在LED数码管上显示。系统框图如图 图1.程控滤波器的系统框图 2.1程控放大器 程控放大器增益范围为0～40dB100Hz～40kHz，放大倍数最高100倍，无明显的失真和干扰。选用NE5532宽带放大器；两级放大，保证具有一定的增益带宽积；选用op07低噪声放大器，以便提高程控放大器抗干扰的能力；采用跟随器的接线方法，提高带载能力和减少信号源对程控放大器的影响。 2.2程控滤波器 程控滤波器分为低通和高通滤波器，根据不同的要求进行选择。 低通滤波器其-3dB截止频率fc在1kHz～20kHz范围内可调，调节的频率步进为1kHz，2fc处放大器与滤波器的总电压增益不大于30dB。用改变电阻的方法实现截止频率可调；并用CD4052实现电阻网络控制，达到调节的频率步进为1kHz；为了达到2fc处放大器与滤波器的总电压增益不大于30dB，采用二阶低通滤波器并加上适当的衰减。 高通滤波器和低通原理类似只是改变电阻网络即可 2.3 FPGA控制核心 dB程控放大器是否工作，并传送键盘数据。 2.2 软件设计方案 本设计使用VHDL语言进行编程设计，先建立FPGA的顶层文件，再完成底层文件分频模块，键盘模块，控制模块中的低通滤波器控制模块、高通滤波器控制模块和程控放大器控制模块的搭建，从而实现功能。 三、完成期限和主要措施 计划完成课题的时间安排为： 第1周 收集资料，确定毕业设计题目； 第2周 查找相关英文文献并翻译，对课题进行初步分析； 第3周 进一步明确课题目的、意义、预期目标，撰写开题报告； 第4周 完善开题报告，进行开题答辩； 第5周 进行系统的具体方案分析与设计，制定详细方案； 第6周 设计硬件电路； 第7周 制作程控放大电路模块； 第8周 总结前期成果，准备中期答辩； 第9周 制作低通程控滤波器电路模块； 第10周 制作高通程控滤波器电路模块； 第11周 制作FPGA控制核心； 第12周 软硬件结合，进行整体性能调试； 第13周 验收，撰写毕业设计论文； 第14周 完善毕业设计论文并装订； 第15周 准备毕业设计答辩材料； 第16周 毕业答辩。 四、预期达到的目标 预期实现的功能： 1.放大器：电压增益为40dB，增益10dB步进可调，通频带为100Hz～40kHz。 2.低通滤波器：其-3dB截止频率fc在1kHz～20kHz范围内可调，调节的频率步进为1kHz，2fc处放大器与滤波器的总电压增益不大于30dB。 3.高通滤波器：其-3dB截止频率fc在1kHz～20kHz范围内可调，调节的频率步进为1kHz，0.5fc处放大器与滤波器的总电压增益不大于30dB。 4.LED显示功能。 五、主要参考文献 [1] 张鹏楠，孙宇，夏洪洋.基于QuartusⅡ的VHDL数字系统设计入门与应用实例[M].电子工业出版社,2012,2-203 [2] 李向初.数字电路基础与应用[M].机械