一种基于FPGA的新型智能数字滤波器的制作方法

一种基于fpga的新型智能数字滤波器
技术领域
1.本发明属于数字滤波器技术领域，具体涉及一种基于fpga的新型智能数字滤波器。


背景技术：

2.滤波器是由电容、电感和电阻组成的滤波电路。滤波器可以对电源线中特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除，得到一个特定频率的电源信号，或消除一个特定频率后的电源信号，数字滤波器是由数字乘法器、加法器和延时单元组成的一种算法或装置。数字滤波器的功能是对输入离散信号的数字代码进行运算处理，以达到改变信号频谱的目的，主要用于仪器仪表、自动化控制系统中，用来抑制和消除工业自动化系统现场的强电磁干扰和电火花干扰，勘正现场仪器仪表，保证自动化控制系统的安全可靠运行。
3.现有的数字滤波器包括典型数字滤波器和自适应数字滤波器，其中典型数字滤波器，适用范围有限，仅限于已知信号，无法针对噪声信号与有用信号频谱相邻或重叠的应用中，在实际应用中，噪声信号的频谱可能根据工况发生改变，这样原本的滤波器可能无济于事，而自适应数字滤波器，理论上可以解决噪声信号与有用信号频谱相邻或重叠的问题，但在应用中成熟产品匮乏，另外目前的自适应滤波器学习跟踪算法单一，阶数固定、架构固定，不能满足工况变化的应用，另外现有的数字滤波器的安装部件多为固定的，不能根据所需要安装位置进行调节安装，导致部分数字滤波器无法进行安装固定，另外现有的数字滤波器多为密封结构，散热效果不佳，数字滤波器内部温度较高导致数字滤波器寿命降低。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种基于fpga的新型智能数字滤波器，解决了典型数字滤波器，适用范围有限，仅限于已知信号和自适应滤波器学习跟踪算法单一，阶数固定、架构固定，不能满足工况变化的应用的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于fpga的新型智能数字滤波器，包括保护外壳体、滤波器壳体和接头座，所述保护外壳体的底部开设有收纳槽，所述收纳槽内腔的两侧均开设有两个矩形孔，所述收纳槽的内部固定安装有安装块，所述安装块两侧的内部均活动安装有螺纹杆，所述螺纹杆的外侧螺纹铰接有推座，所述推座两端的一侧均固定安装有安装板，所述安装板的内部开设有安装螺纹孔，所述螺纹杆的外侧固定安装有旋钮，所述保护外壳体的两侧均开设有密封螺纹孔，所述滤波器壳体的两侧均固定安装有连接接口，所述接头座的一端固定安装有连接接头，所述接头座远离连接接头的一端固定安装有插头。
6.优选的，所述滤波器壳体的规格尺寸和保护外壳体内腔的规格尺寸相适配，所述滤波器壳体安装在保护外壳体内腔的内部，所述滤波器壳体外壁与保护外壳体的内壁相接触，且接触部分的顶部固定安装有密封黏胶。
7.优选的，所述密封螺纹孔的数量为五个，五个所述密封螺纹孔中的三个开设在保
护外壳体的一侧，五个所述密封螺纹孔中的另外两个开设在保护外壳体的另一侧。
8.优选的，所述连接接口的数量为五个，五个所述连接接口中的三个固定安装在滤波器壳体的一侧，五个所述连接接口中的另外两个固定安装在滤波器壳体的另一侧。
9.优选的，五个所述密封螺纹孔的位置与五个连接接口的位置相对应，所述接头座的数量为五个，所述接头座的外侧设置有密封螺纹，且密封螺纹的规格尺寸与密封螺纹孔的规格尺寸相适配，所述连接接头的规格尺寸与连接接口的规格尺寸相适配。
10.优选的，所述推座的内部开设有与螺纹杆相适配的螺纹孔，且推座通过螺纹孔螺纹铰接在螺纹杆的外侧，所述安装板的位置与矩形孔的位置相对应，所述安装板的规格尺寸以矩形孔的规格尺寸相适配，所述安装板远离推座的一端活动安装在矩形孔的内部。
11.优选的，所述保护外壳体正面固定安装有第一标识牌，所述滤波器壳体的顶部固定安装有第二标识牌。
12.优选的，所述保护外壳体包括第一内导热层，所述第一内导热层的一侧固定安装有第一导热铜片，所述第一导热铜片远离第一内导热层的一侧固定安装有第一外导热层，所述第一外导热层远离第一导热铜片的一侧固定安装有绝缘层，所述第一内导热层和第一外导热层的相对侧均安装有导热凸块，所述第一导热铜片的两侧均开设有导热凹槽，且导热凸块安装在导热凹槽的内侧，所述绝缘层的内部开设有散热细孔。
13.优选的，所述滤波器壳体包括第二内导热层，所述第二内导热层的一侧固定安装有第二导热铜片，所述第二导热铜片远离第二内导热层的一侧固定安装有第二外导热层，所述第二内导热层和第二外导热层的相对侧均安装有导热凸块，所述第二导热铜片的两侧均开设有导热凹槽，且导热凸块安装在导热凹槽的内侧，所述第二内导热层、第二导热铜片和第二外导热层的内部开设有导热细孔。
14.优选的，所述滤波器壳体的内部设置有fpga和flash，所述fpga包括滤波器核心控制器、学习跟踪算法模块、自动权值更新模块和ram地址数据关联编码模块。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
16.1、通过设置的fpga的并行处理能力、内嵌ram模块和系统重构特性组成智能数字录波器，解决目前数字滤波器存在问题，并综合的提高滤波器在实际应用的功能性能，不仅具有高实时性的优点，而且提高了数字滤波器的精度，并且稳定性强，低系统资源利用率。
17.2、通过设置的螺纹杆、旋钮、推座和安装板之间的配合可以调节数字滤波器的安装距离，当安装位置间距较大时，可通过转动旋钮带动螺纹杆进行转动，从而带动推座进行移动，调节安装板的位置，从而提升数字滤波器的安装适用滤，可以实现在不同空间位置对数字滤波器进行安装，防止数字滤波器无法进行固定导致数字滤波器长时间使用时存在的安全隐患，降低安全隐患，延长滤波器的使用寿命。
18.3、通过设置的第二内导热层、第二导热铜片和第二外导热层可以对滤波器壳体内部的设备产生的热量有效的导出，降低滤波器壳体内部的温度，对滤波器壳体内部的设备进行降温保护，防止滤波器壳体内部的设备因温度较高损坏，另外设置第一内导热层、第一导热铜片和第一外导热层可以对滤波器壳体内部排出的热量进行导出，然后通过绝缘层的内部开设有散热细孔排出，降低滤波器壳体的温度。
附图说明
19.图1为本发明的立体外观结构示意图；
20.图2为本发明的保护外壳体立体外观结构示意图；
21.图3为本发明的保护外壳体仰视外观结构示意图；
22.图4为本发明的滤波器壳体立体外观结构示意图；
23.图5为本发明的接头座立体外观结构示意图；
24.图6为本发明的保护外壳体层次结构示意图；
25.图7为本发明的滤波器壳体层次结构示意图；
26.图8为本发明的系统框图示意图。
27.图中：1、保护外壳体；101、第一内导热层；102、第一导热铜片；103、绝缘层；104、第一外导热层；2、滤波器壳体；201、第二内导热层；202、第二导热铜片；203、第二外导热层；3、接头座；4、矩形孔；5、安装板；6、安装螺纹孔；7、第一标识牌；8、密封螺纹孔；9、旋钮；10、收纳槽；11、推座；12、安装块；13、螺纹杆；14、第二标识牌；15、连接接口；16、连接接头；17、插头。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.实施例一：
30.请参阅图1
‑
8，本发明提供一种技术方案：一种基于fpga的新型智能数字滤波器，包括保护外壳体1、滤波器壳体2和接头座3，保护外壳体1的底部开设有收纳槽10，收纳槽10内腔的两侧均开设有两个矩形孔4，收纳槽10的内部固定安装有安装块12，安装块12两侧的内部均活动安装有螺纹杆13，螺纹杆13的外侧螺纹铰接有推座11，推座11两端的一侧均固定安装有安装板5，安装板5的内部开设有安装螺纹孔6，螺纹杆13的外侧固定安装有旋钮9，保护外壳体1的两侧均开设有密封螺纹孔8，滤波器壳体2的两侧均固定安装有连接接口15，接头座3的一端固定安装有连接接头16，接头座3远离连接接头16的一端固定安装有插头17。
31.本实施方案中，首先对数字滤波器进行组装，将滤波器壳体2放在保护外壳体1的内，使滤波器壳体2外壁与保护外壳体1的内壁相接触，并在接触部分的顶部填充密封黏胶，然后将五个接头座3通过外侧的密封螺纹螺纹铰接在五个密封螺纹孔8的内部，并使五个连接接头16分别插接在五个连接接口15的内部，然后对数字滤波器进行安装，转动旋钮9带动螺纹杆13进行转动，从而带动推座11进行移动，调节安装板5的位置，调节到合适位置后，再通过安装螺栓贯穿安装螺纹孔6对数字滤波器进行固定，从而提升数字滤波器的安装适用范围，可以实现在不同空间位置对数字滤波器进行安装，防止数字滤波器无法进行固定导致数字滤波器长时间使用时存在的安全隐患，降低安全隐患，延长滤波器的使用寿命。
32.实施例二：
33.如图1
‑
8所示，在实施例一的基础上，本发明提供一种技术方案：滤波器壳体2的规
格尺寸和保护外壳体1内腔的规格尺寸相适配，滤波器壳体2安装在保护外壳体1内腔的内部，滤波器壳体2外壁与保护外壳体1的内壁相接触，且接触部分的顶部固定安装有密封黏胶，密封螺纹孔8的数量为五个，五个密封螺纹孔8中的三个开设在保护外壳体1的一侧，五个密封螺纹孔8中的另外两个开设在保护外壳体1的另一侧，连接接口15的数量为五个，五个连接接口15中的三个固定安装在滤波器壳体2的一侧，五个连接接口15中的另外两个固定安装在滤波器壳体2的另一侧，五个密封螺纹孔8的位置与五个连接接口15的位置相对应，接头座3的数量为五个，接头座3的外侧设置有密封螺纹，且密封螺纹的规格尺寸与密封螺纹孔8的规格尺寸相适配，连接接头16的规格尺寸与连接接口15的规格尺寸相适配。
34.本实施例中，对数字滤波器进行组装时，将滤波器壳体2放在保护外壳体1的内，使滤波器壳体2外壁与保护外壳体1的内壁相接触，并在接触部分的顶部填充密封黏胶，然后将五个接头座3通过外侧的密封螺纹螺纹铰接在五个密封螺纹孔8的内部，并使五个连接接头16分别插接在五个连接接口15的内部。
35.实施例三：
36.如图1
‑
8所示，在实施例一、实施例二的基础上，本发明提供一种技术方案：推座11的内部开设有与螺纹杆13像适配的螺纹孔，且推座11通过螺纹孔螺纹铰接在螺纹杆13的外侧，安装板5的位置与矩形孔4的位置相对应，安装板5的规格尺寸以矩形孔4的规格尺寸相适配，安装板5远离推座11的一端活动安装在矩形孔4的内部，保护外壳体1正面固定安装有第一标识牌7，滤波器壳体2的顶部固定安装有第二标识牌14。
37.本实施例中，转动旋钮9带动螺纹杆13进行转动，从而带动推座11进行移动，调节安装板5的位置，调节到合适位置后，再通过安装螺栓贯穿安装螺纹孔6对数字滤波器进行固定，从而提升数字滤波器的安装适用范围，可以实现在不同空间位置对数字滤波器进行安装，防止数字滤波器无法进行固定导致数字滤波器长时间使用时存在的安全隐患，降低安全隐患，延长滤波器的使用寿命，第一标识牌7和第二标识牌14的作用是方便识别数字滤波器的型号。
38.实施例四：
39.如图1
‑
8所示，在实施例一、实施例二、实施例三的基础上，本发明提供一种技术方案：保护外壳体1包括第一内导热层101，第一内导热层101的一侧固定安装有第一导热铜片102，第一导热铜片102远离第一内导热层101的一侧固定安装有第一外导热层104，第一外导热层104远离第一导热铜片102的一侧固定安装有绝缘层103，第一内导热层101和第一外导热层104的相对侧均安装有导热凸块，第一导热铜片102的两侧均开设有导热凹槽，且导热凸块安装在导热凹槽的内侧，绝缘层103的内部开设有散热细孔，滤波器壳体2包括第二内导热层201，第二内导热层201的一侧固定安装有第二导热铜片202，第二导热铜片202远离第二内导热层201的一侧固定安装有第二外导热层203，第二内导热层201和第二外导热层203的相对侧均安装有导热凸块，第二导热铜片202的两侧均开设有导热凹槽，且导热凸块安装在导热凹槽的内侧，第二内导热层201、第二导热铜片202和第二外导热层203的内部开设有导热细孔。
40.本实施例中，通过设置的第二内导热层201、第二导热铜片202和第二外导热层203可以对滤波器壳体2内部的设备产生的热量有效的导出，降低滤波器壳体2内部的温度，对滤波器壳体2内部的设备进行降温保护，防止滤波器壳体2内部的设备因温度较高损坏，另
外设置第一内导热层101、第一导热铜片102和第一外导热层104可以对滤波器壳体2内部排出的热量进行导出，然后通过绝缘层103的内部开设有散热细孔排出，降低滤波器壳体2的温度。
41.实施例五：
42.如图1
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8所示，在实施例一、实施例二、实施例三、实施例四的基础上，本发明提供一种技术方案：滤波器壳体2的内部设置有fpga和flash，fpga包括滤波器核心控制器、学习跟踪算法模块、自动权值更新模块和ram地址数据关联编码模块。
43.本实施例中，设置的fpga的并行处理能力、内嵌ram模块和系统重构特性组成智能数字录波器，解决目前数字滤波器存在问题，并综合的提高滤波器在实际应用的功能性能，不仅具有高实时性的优点，而且提高了数字滤波器的精度，并且稳定性强，低系统资源利用率。
44.本发明的工作原理及使用流程：首先对数字滤波器进行组装，将滤波器壳体2放在保护外壳体1的内，使滤波器壳体2外壁与保护外壳体1的内壁相接触，并在接触部分的顶部填充密封黏胶，然后将五个接头座3通过外侧的密封螺纹螺纹铰接在五个密封螺纹孔8的内部，并使五个连接接头16分别插接在五个连接接口15的内部，然后对数字滤波器进行安装，转动旋钮9带动螺纹杆13进行转动，从而带动推座11进行移动，调节安装板5的位置，调节到合适位置后，再通过安装螺栓贯穿安装螺纹孔6对数字滤波器进行固定，从而提升数字滤波器的安装适用范围，可以实现在不同空间位置对数字滤波器进行安装，防止数字滤波器无法进行固定导致数字滤波器长时间使用时存在的安全隐患，降低安全隐患，延长滤波器的使用寿命，滤波器壳体2的内部设置有fpga和flash，fpga包括滤波器核心控制器、学习跟踪算法模块、自动权值更新模块和ram地址数据关联编码模块，设置的fpga的并行处理能力、内嵌ram模块和系统重构特性组成智能数字录波器，解决目前数字滤波器存在问题，并综合的提高滤波器在实际应用的功能性能，不仅具有高实时性的优点，而且提高了数字滤波器的精度，并且稳定性强，低系统资源利用率。
45.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。