Программируемый фильтр Qualcomm - это современное устройство, которое сочетает в себе технологию цифровой обработки сигналов (DSP) и дизайн аналоговых схем, и его основным преимуществом является возможность динамической настройки различных характеристик частотной реакции с помощью конфигурации программного обеспечения. Ниже приводится подробный анализ принципов его действия:

Аппаратная инфраструктура программируемых фильтров Qualcomm

1. Модуль интерфейса ввода

Получение исходного аналогового сигнала или оцифрованного потока данных выборки;

Включает антигибридный низкочастотный фильтр (Anti - Aliasing LPF), который подавляет компоненты, превышающие частоту Найквиста, чтобы избежать смешивания спектра.

Программируемый логический блок (PFU)

Состоит из полевых программируемых дверных массивов (FPGA), специальных интегральных схем (ASIC) или микроконтроллеров (MCU);

Коэффициент фильтрации рассчитывается в режиме реального времени по заданному алгоритму и контролирует процесс последующей обработки.

Цифровой мультипликатор (MAC Array)

Выполняется сверточная операция структуры с ограниченным импульсным откликом (FIR), каждая линия задержки с отводом соответствует набору весовых параметров;

Типичная конфигурация поддерживает отвод порядка 64 - 1024, определяет крутизна переходной полосы и глубину затухания полосы сопротивления.

4. Цифровые модульные преобразователи (DAC) и реконструированные схемы

Преобразование обработанных цифровых результатов в аналоговые сигналы;

Установка сглаживающих фильтров для устранения квантованных шумов и зеркальных частотных компонентов.

Принцип работы программируемого фильтра Qualcomm

Шаг 1: Сбор и предварительная обработка сигналов

Теорема отбора проб соблюдается: дискретизация сигналов непрерывного времени со скоростью, по меньшей мере в два раза превышающей максимальную заинтересованную частоту;

Корректировка смещения постоянного тока: обнаружение и удаление помех от напряжения с помощью ADC с высоким разрешением;

Автоматическое управление усилением (AGC): динамическая регулировка входной амплитуды в диапазон оптимального отношения сигнал / шум.

Шаг 2: Реализация фильтрации цифрового домена - с использованием двух основных алгоритмических архитектур:

Фильтр 1FIR

Среди них h [k] - заранее спроектированная последовательность импульсных реакций;

Преимущества: строгая линейная фазовая характеристика обеспечивает последовательность задержки каждого частотного компонента, избегая искажений формы волны;

Ретроградная структура 2IIR

бесконечно длинный импульсный отклик через петлю обратной связи;

Преимущество: при более низком порядке можно достичь резких характеристик скольжения, подходящих для сценариев с ограниченными ресурсами;

Внимание: необходимо осторожно подходить к проблемам стабильности, чтобы не допустить смещения полюсов из единичного круга, вызывающего колебания.