Die programmierbaren Filter von Qualcomm sind ein fortschrittliches Gerät, das die Digitale Signalverarbeitungstechnologie (DSP) und das analoge Schaltungsdesign kombiniert, und deren zentraler Vorteil darin besteht, dass die dynamische Anpassung verschiedener Frequenzreaktionseigenschaften über eine Softwarekonfiguration möglich ist. Hier ist eine detaillierte Analyse ihres Wirkprinzips:

Hardware-Infrastruktur für programmierbare Filter von Qualcomm

1. Eingabeschnittstellenmodul

Empfang von Rohanalogsignalen oder digitalisierten Abtastdatenströmen;

Enthält einen Anti-Aliasing LPF, der Komponenten unterdrückt, die höher als die Nyquist-Frequenz liegen, um eine Spektrumsmischung zu vermeiden.

Programmierbare Logik-Einheit (PFU)

bestehen aus einem Field Programmable Gate Array (FPGA), einer dedizierten integrierten Schaltung (ASIC) oder einem Mikrocontroller (MCU);

Berechnen Sie den Filterkoeffizienten in Echtzeit nach dem Standardalgorithmus und steuern Sie den nachfolgenden Verarbeitungsprozess.

Digitale Multiplikationsakkumulation (MAC Array)

Konvolutionsberechnungen für eine Struktur mit begrenzter Impulsreaktion (FIR), bei der jede Pumpverzögerungslinie einer Reihe von Gewichtsparametern entspricht;

Typische Konfigurationen unterstützen Pumpen der Reihe 64 bis 1024, die die Steiligkeit des Übergangsbands und die Tiefe der Dämpfung des Hindernissbands bestimmen.

Digitalformwandler (DAC) und rekonstruierte Schaltungen

Umwandlung der verarbeiteten digitalen Ergebnisse in analoge Signale;

Ausgestattet mit einem Gleitfilter zur Beseitigung von Rauschen und Spiegelfrequenzkomponenten.

2. Das Arbeitsprinzip des programmierbaren Filters von Qualcomm

Schritt 1: Signalaufnahme und Vorbearbeitung

Das Probenahme-Theorem folgt: Diskretieren eines kontinuierlichen Zeitsignals mit einer Geschwindigkeit von mindestens doppelt so viel wie die höchste Frequenz von Interesse;

DC-Offset-Korrektur: Erkennung und Beseitigung von Common-Mode-Spannungsstörungen durch einen hochauflösenden ADC;

Automatische Verstärkungssteuerung (AGC): Passt die Eingangsamplitude dynamisch auf den optimalen Signal-Rausch-Verhältnisbereich an.

Schritt 2: Digitale Feldfilterung implementiert - zwei Mainstream-Algorithmus-Architekturen verwenden:

1FIR Filtermechanismus

wobei h[k] eine vorgegebene Reihenfolge der Impulsreaktion darstellt;

Vorteile: Streng lineare Phaseneigenschaften gewährleisten eine konsistente Verzögerung aller Frequenzkomponenten und vermeiden Wellenformverzerrungen;

2IIR fortlaufende Struktur

Unbegrenzt lange Impulsreaktionen durch Feedback-Schleifen;

Vorteile: Bei niedrigeren Reihenzahlen können scharfe Roll-Down-Eigenschaften erreicht werden, die sich für Ressourcenbeschränkte Szenarien eignen;

Achtung: Die Stabilitätsprobleme müssen vorsichtig behandelt werden, um zu verhindern, dass die Verschiebung der Pole aus dem Einheitskreis zu Schwingungen führt.