數據采集中毛刺的處理方法

2012年11月13日 15:56 來源:本站整理 作者:灰色天空 我要評論(0)

標簽:數據采集(498)信號處理(134)毛刺(5)

  在采集一組并行接口信號時,發現接收到的數據非常不穩定。用示波器測量幾個用于同步的控制信號,發現時不時的有毛刺產生。因為這些數據最終都是要顯示在液晶屏上的,當示波器同時測量兩個同步信號時,液晶屏的顯示錯位現象得到明顯好轉。示波器探頭測量信號時相當于并聯上一個pF級的電容,也能夠一定程度上起到濾波的效果,因此可以斷定同步信號的毛刺影響了數據的采集。其中一個同步信號如圖1,兩個有效高脈沖之間有很多毛刺,放大毛刺后如圖2所示,大約維持10ns的高電平。

  

 

  圖1

  

 

  圖2

  如何濾除這些毛刺呢?辦法有兩個,其一就是用純粹硬件的辦法,在信號進入FPGA之前進行濾波處理,串個電阻并個電容都可以,特權同學并了一個20pF電容后就能夠把這些毛刺徹底濾干凈,如圖3所示。

  

 

  圖3

  而還有一種“軟”硬件濾波的方法。就如特權同學收錄進<深入淺出玩轉FPGA>一書中的博文<基于FPGA的跨時鐘域信號處理——亞穩態>所談到的,降低數據采集頻率以及多次采集后邏輯處理都是一種思路。那這里特權同學給出一種多次采集處理的濾波方法和大家分享。

  input ain; //輸入信號

  reg[3:0] ainr; //輸入信號緩存

  //輸入信號打4拍

  always @(posedge clk or negedge rst_n)

  if(!rst_n) ainr <= 4‘d0;

  else ainr <= {ainr[2:0],ain};

  //輸入信號上升沿檢測,高電平有效

  wire pos_ain = ~ainr[3] & ~ainr[2] & ainr[1] & ainr[0];

  //通常只要兩個信號就行,即wire pos_ain = ~ainr[2] & ainr[1] ;。

  //這里用了4個信號就是多次采樣濾波的效果

  //輸入信號下降沿檢測,高電平有效

  wire neg_ain = ainr[3] & ainr[2] & ~ainr[1] & ~ainr[0];

  //通常只要兩個信號就行,即wire neg_ain = ainr[2] & ~ainr[1] ;。

  //這里用了4個信號就是多次采樣濾波的效果

  //若該輸入信號主要關注其高脈沖,那么可以做以下濾波

  wire high_ain = ainr[1] & ainr[0];

  //兩個信號相與通常可以濾除1個clk的毛刺,相應的,3個信號相與可以濾除2個clk的毛刺

  //若該輸入信號主要關注其低脈沖,那么可以做以下濾波

  wire low_ain = ainr[1] | ainr[0];