一种基于FPGA的快速傅里叶变换数字信号噪声处理方法技术

本发明专利技术公开了一种基于FPGA的快速傅里叶变换数字噪声处理方法。将灵活的数字电路处理技术与FFT算法相结合，利用FPGA芯片中DSP的浮点数计算功能，通过适当扩大数字有效字长和保留输出数据最大有效位数截位原则的高位和低位分别截位相结合的方法，在不大幅度增加FPGA资源占用的同时，最大限度减少了基于FPGA芯片的FFT算法数字截尾噪声，提高基于FPGA芯片的FFT分析灵敏度，扩大FFT的分析动态范围。与传统基于FPGA芯片的FFT算法相比，本发明专利技术在资源占用少，同时最大程度保留了数据有效位，减少了数字信号截尾噪声。了数字信号截尾噪声。了数字信号截尾噪声。

【技术实现步骤摘要】
一种基于FPGA的快速傅里叶变换数字信号噪声处理方法
[0001]技术邻域
[0002]本专利技术属于电子信息
，更为具体地讲，涉及一种基于FPGA的快速傅里叶变换数字信号噪声处理方法。

技术介绍

[0003]随着现代新材料和MEMS技术的高速发展，芯片集成度越来越高、工作速率越来越快。ADC、DAC、DSP以及FPGA等数字信号处理核心器件也呈现飞速发展的态势，工作频段从几百兆扩展到数十吉，突破了模拟电路的众多功能极限，使得大量的信号处理功能从模拟电路转移到数字电路，实现了从探测、导航到通信等领域中信号处理水平的大幅度提升。
[0004]数字电路中的芯片资源、运行速度以及有效处理位数一直是相互制约、代表信号处理水平的三个重要性能。面对数十吉、甚至数百吉频段的信号以及FFT、DSP等复杂的运算功能，数字芯片的信号处理往往以牺牲处理有效位数满足相关需求。例如数十吉的ADC的转换位数一般不超过16位，大多数为8位或12位，对应的FFT、DSP算法的字长也均以此为标准，限制了信号处理的动态范围以及灵敏度。特别是基于FFT的信号弱谱线识别能力受到极本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于FPGA的快速傅里叶变换数字噪声处理方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、按照模
‑
数转换输出数据字长M，设置FPGA处理基本有效字长为M；(2)、根据FFT蝶形算法分解FFT处理流程，L＝2
n
个时域数据的FFT蝶形运算分解为n级计算；(3)、FFT蝶形算法的第1级处理为加减运算，最大字长增加为溢出一位，即将输出结果的实部和虚部字长各增加一位，ADC输出数据字长为M时，则第1级处理的每个输出数据字长设置为2(M+1)，总的输出字长为2
n+1
(M+1)；(4)、FFT蝶形算法的第2级处理也为加减运算，最大字长增加为溢出一位，即将输出结果的实部和虚部字长各增加一位。将第2级处理的每个输出数据字长设置为2(M+2)位，总的输出字长为2
n+1
(M+2)；(5)、FFT蝶形算法第3级处理涉及到输入数据与旋转因子的复数乘法。令旋转因子与该级输入数据的字长一样，实部和虚部各M+2位，即有2(M+2)位，利用DSP核的浮点数进行计算，对DSP核计算输出按照保留输出数据最大有效位数截位原则进行高、低位分别截断，每个输出数据字长从4(M+2)+2变为2(M+3)，总的输出字长为2
n+1
(M+3)，同时设置截断标志位，后续计算位按截断标志位对齐；其中，保留输出数据最大有效位数截位原则为：高位截取为截去输出数据第一个非零位前的所有高位，保证输出数据的最高位非零；低位截取为保证输出数据字长与输入数据字长相同；截断标志位为高位截断的位数，在后续计算中根据截断标志位进行数据补零对齐；(6)、FFT蝶形算法的第4至n级处理也涉及到输入数据与旋转因子的复数...

【专利技术属性】
技术研发人员：童玲，张坤，高博，刘丁铨，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：