3 軟件算法設計

本系統在濾波設計中用卡爾曼濾波器代替了原有的FIR等頻域濾波器。由于卡爾曼濾波的基本方程是時間域內的遞推形式，其計算過程是一個不斷“預測一修正”的過程，在求解時不要求存儲大量的數據，并且一旦觀測到了新的數據，隨時可以算出新的濾波值，便于實時處理 。

由于卡爾曼濾波算法涉及到矩陣運算， 為了便于FPGA處理，把矩陣運算分解成一系列加減乘除運算單元，利用DSP Builder的加減乘除等模塊來實現。由于算法的實現采用了并行的硬件處理技術，使其執行速度有了很大提高。在本設計中，將卡爾曼濾波算法的6個基本方程分解如下。

4 系統測試結果分析

4．1速度測試結果
在測試過程中，設定正弦激勵信號的頻率為500 kHz，由于A／D采集的頻率為40 MHz，所以單周期內采樣80個點，系統一個通道需要采樣2 0481 9 0個點，則采集一個通道數據的周期約為26／500 kHz=52 Its， 一幀數據共需采集激勵15個通道，即進行15次A／D采集，其周期為780 Its，考慮通道的切換 1和系統穩定時問 ， 其中1約為10 S，72約為20 Its，則完成一幀數據共需時問為780+10+20=810 Its， 即每秒町以采集l 000幀數據，大大提高了數據采集速度。

4．2 精度測試結果
采用疊加高斯白噪聲的正弦信號作為輸入信號，對建立的濾波器模型進行仿真。圖6給出r濾波誤差結果。由圖可知當采樣信號超過500日{，待信 達到穩定，誤差在0．13V以內。所以在系統的一·個通道采集的2 048個點濾波后要拋去前500個數據，然后進行相敏解調。

實驗表明，該系統滿足電容層析成像系統的實時性要求，數據采集速率較采用頻域濾波器的系統有較大改善，同時d王保持了一定的采集精度 該系統較大的數據吞吐率和較高采集精度， 為ECT技術在航空發動機尾氣等高速檢測設備的應用提供了空間。