[发明专利]RF信号数字滤波方法、装置、CPLD芯片及超声设备

说明书

技术领域

本发明涉及超声设备技术领域，特别涉及一种RF信号数字滤波方法、装置、CPLD芯片及超声设备。

背景技术

胎心多普勒检测，是一种利用超声回波来检测胎儿心跳情况的手段，用户可以使用手段听取与胎儿心跳频率相关的声波信号，并以此了解胎儿的心跳频率等参数。市场上所销售的胎心多普勒监测设备均是采用模拟解调的方式进行胎心超声波频移信息的提取。而目前，胎心设备的数字化是一种趋势，因此，越来越多的胎心多普勒厂家开始将研发重心慢慢转移至数字化道路上来，但是，由于超声技术的数字化道路，一直是基于彩超的硬件基础和理论算法在进行发展，因此胎心多普勒设备的数字化道路一直受制于成本控制，还难以使用低成本的硬件设计来实现多普勒信号的提取。

现有模拟电路的解调功能能够提取出胎心的运动信息，实现之前模拟解调电路所不具备的功能。但是，由于模拟前端在对RF信号进行放大处理的过程中，不可避免要引入一些噪声，而这些噪声本身就是模拟前端造成的，不可能通过模拟滤波器进行滤除，使得系统接收的RF信号信噪比不高，因此，传统B型超声设备均采用数字滤波器进行前级滤波以消除这些噪声信号。而使用数字滤波器，无论是FIR或者IIR滤波器，都必须采用多级乘法器来实现，这样就极大地提高了运行硬件成本，使得无法使用低成本的CPLD器件来完成这些设计，极大地阻碍了胎心多普勒的数字化道路。

发明内容

本发明的目的是提供一种RF信号数字滤波方法、装置、CPLD芯片及超声设备；将滤波器中的乘法运算变换成移位和加法运算，在实现原有滤波器效果的同时，大大减少了其硬件资源。

为解决上述技术问题，本发明提供一种RF信号数字滤波方法，包括：

确定滤波系数参数的分母幂指数数值和分子幂指数数值；

根据RF信号确定滤波部分数据，将所述滤波部分数据分别向左移动各个所述分子幂指数数值位，将各个移动后的数据进行累加；并将累加后的数据向右移动所述分母幂指数数值位。

可选的，确定滤波系数参数的分母幂指数数值和分子幂指数数值，包括：

确定初始滤波系数参数及参数转换误差精度；

将所述初始滤波系数参数的分母变换为2的整数幂作为滤波系数参数的分母，并确定分母幂指数数值；

根据所述参数转换误差精度及滤波系数参数的分母，确定滤波系数参数的分子，并将滤波系数参数的分子分解为n个2的整数幂相加形式，确定n个分子幂指数数值。

可选的，确定初始滤波系数参数及参数转换误差精度，包括：

当采样频率为20MSPS，设定-1dB截止频率为750KHz时，计算得到初始滤波系数参数为8/9；

获取设定的参数转换误差精度为1％。

可选的，当初始滤波系数参数为8/9及参数转换误差精度为1％，确定初始滤波系数参数为57/64，对应的分母幂指数数值为6和分子幂指数数值为5、4、3、0时，根据RF信号确定滤波部分数据，将所述滤波部分数据分别向左移动各个所述分子幂指数数值位，将各个移动后的数据进行累加；并将累加后的数据向右移动所述分母幂指数数值位，包括：

根据RF信号确定滤波部分数据x(n)-x(n-1)+y(n-1)，将所述滤波部分数据x(n)-x(n-1)+y(n-1)分别向左移动5位，4位，3位，0位，将各个移动后的数据进行累加；并将累加后的数据向右移动6位；

其中，x(n)为本次模数转换的采样值，x(n-1)为上一次模数转换的采样值，y(n-1)为上一次经过滤波之后的结果。

本发明还提供一种RF信号数字滤波装置，包括：

移位数据变化模块，用于确定滤波系数参数的分母幂指数数值和分子幂指数数值；

移位模块，用于根据RF信号确定滤波部分数据，将所述滤波部分数据分别向左移动各个所述分子幂指数数值位，将各个移动后的数据进行累加；并将累加后的数据向右移动所述分母幂指数数值位。

可选的，所述移位数据变化模块，包括：

系数确定单元，用于确定初始滤波系数参数及参数转换误差精度；

分母移位数据确定单元，用于将所述初始滤波系数参数的分母变换为2的整数幂作为滤波系数参数的分母，并确定分母幂指数数值；

分子移位数据确定单元，用于根据所述参数转换误差精度及滤波系数参数的分母，确定滤波系数参数的分子，并将滤波系数参数的分子分解为n个2的整数幂相加形式，确定n个分子幂指数数值。