運算放大器、比較器設計指南,運算放大器、比較器設計指南
上傳時間: 2013-07-19
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正弦波逆變器理論基礎知識,劉鳳君老師作品,對初學者和正在進行逆變器設計及改進會有幫助
標簽: 正弦波逆變器
上傳時間: 2013-07-06
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通用異步收發器(Universal Asynchronous Receiver Transmitter,UART)是一種能同時支持短距離和長距離數據傳輸的串行通信接口,被廣泛應用于微機和外設之間的數據交換。像8251、NS8250、NS16550等都是常用的UART芯片,但是這些專用的串行接口芯片的缺點是數據傳輸速率比較慢,難以滿足高速率數據傳輸的場合,而更重要的就是它們都具有不可移植性,因此要利用這些芯片來實現PC機和FPGA芯片之間的通信,勢必會增加接口連線的復雜程度以及降低整個系統的穩定性和有效性。 本課題就是針對UART的特點以及FPGA設計具有可移植性的優勢,提出了一種基于FPGA芯片的嵌入式UART設計方法,其中主要包括狀態機的描述形式以及自頂向下的設計方法,利用硬件描述語言來編制UART的各個子功能模塊以及頂層模塊,之后將其集成到FPGA芯片的內部,這樣不僅能解決傳統UART芯片的缺點而且同時也使整個系統變得更加具有緊湊性以及可靠性。 本課題所設計的LIART支持標準的RS-232C傳輸協議,主要設計有發送模塊、接收模塊、線路控制與中斷仲裁模塊、Modem控制模塊以及兩個獨立的數據緩沖區FIFO模塊。該模塊具有可變的波特率、數據幀長度以及奇偶校驗方式,還有多種中斷源、中斷優先級、較強的抗干擾數據接收能力以及芯片內部自診斷的能力,模塊內分開的接收和發送數據緩沖寄存器能實現全雙工通信。除此之外最重要的是利用IP模塊復用技術設計數據緩沖區FIFO,采用兩種可選擇的數據緩沖模式。這樣既可以應用于高速的數據傳輸環境,也能適合低速的數據傳輸場合,因此可以達到資源利用的最大化。 在具體的設計過程中,利用Synplify Pro綜合工具、ModelSim仿真工具、ISE集成的軟件開發環境中對各個功能模塊進行綜合優化、仿真驗證以及下載實現。各項數據結果表明,本課題中所設計的UART滿足預期設計目標。
上傳時間: 2013-08-02
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隨著電子工業應用領域需求的增長,要實現復雜程度較高的數字電子系統,對數據處理能力提出越來越高的要求。定點運算已經很難滿足高性能數字系統的需要,而浮點數相對于定點數,具有表述范圍寬,有效精度高等優點,在航空航天、遙感、機器人技術以及涉及指數運算和信號處理等領域有著廣泛的應用。對浮點運算的要求主要體現在兩個方面:一是速度,即如何快速有效的完成浮點運算;二是精度,即浮點運算能夠提供多少位的有效數字。 計算機性價比的提高以及可編程邏輯器件的出現,對傳統的數字電子系統設計方法進行了變革。FPGA(Field Programmable Gate Array,現場可編程門陣列)讓設計師通過設計芯片來實現電子系統的功能,將傳統的固件選用及電路板設計工作放在芯片設計中進行。FPGA可以完成極其復雜的時序與組合邏輯電路功能,適用于高速、高密度,如運算器、數字濾波器、二維卷積器等具有復雜算法的邏輯單元和信號處理單元的邏輯設計領域。 鑒于FPGA技術的特點和浮點運算的廣泛應用,本文基于FPGA將浮點運算結合實際應用設計一個觸摸式浮點計算器,主要目的是通過VHDL語言編程來實現浮點數的加減、乘除和開方等基本運算功能。 (1)給出系統的整體框架設計和各模塊的實現,包括芯片的選擇、各模塊之間的時序以及控制、每個運算模塊詳細的工作原理和算法設計流程; (2)通過VHDL語言編程來實現浮點數的加減、乘除和開方等基本運算功能; (3)在Xilinx ISE環境下,對系統的主要模塊進行開發設計及功能仿真,驗證了基于FPGA的浮點運算。
上傳時間: 2013-04-24
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作為性能優異的糾錯編碼,Turbo碼自誕生以來就一直受到理論界以及工程應用界的關注。TD—SCDMA是我國擁有自主知識產權的3G通信標準,該標準把Turbo碼是作為前向糾錯體制,但Turbo碼的譯碼算法比較復雜并且需要多次迭代,這造成Turbo碼譯碼延時大,譯碼速度慢,因此限制了Turbo碼的實際應用。因此有必要研究如何將現有的Turbo碼譯碼算法進行簡化,加速,使其轉化成為適合在硬件上實現的算法,將實驗室的理論研究成果轉化成為硬件產品。 論文主要的研究內容有以下兩點: 其一,提出信道自適應迭代譯碼方案。在事先設定最大迭代次數的情況下,自適應Turbo碼譯碼算法能夠根據信道的變化自動調整迭代次數。 仿真結果表明:該自適應迭代譯碼方案能夠根據信道的變化自動調整迭代次數,在保證譯碼性能基本上沒有損失的情況下,有效減少譯碼時間,明顯提高譯碼速度。 其二,根據得到的信道自適應迭代譯碼方案,借助Xilinx公司Spartan3 FPGA硬件平臺,使用Verilog硬件描述語言,將用C/C++語言寫成的信道自適應迭代譯碼算法轉化成為硬件設計實現,得到硬件電路,并對得到的譯碼器硬件電路進行測試。 測試結果表明:隨著信道的變化,硬件電路的譯碼速度也隨之自動變化,信噪比越高譯碼速度越快,并且硬件譯碼器性能(誤比特率)與實驗仿真基本一致。
上傳時間: 2013-05-31
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互聯網、移動通信、星基導航是21世紀信息社會的三大支柱產業,而GPS系統的技術水平和發展歷程代表著全世界衛星導航系統的發展狀況。目前,我國已經成為GPS的使用大國,衛星導航產業鏈也已基本形成。然而,我們對GPS核心技術(即如何捕獲衛星信號并保持對信號的跟蹤)的研究還不夠深入,我國GPS產品的核心部分多數還是靠進口。因此,對GPS核心技術的研究是非常緊迫的。 本文首先介紹了GPS的定位原理,之后闡述了GPS接收機的基本原理一直接擴頻通信和GPS信號的結構與特性。從這些方面出發研究接收機基帶處理器的捕獲與跟蹤設計方案。 設計過程中,先詳細分析了滑動相關的捕獲算法和基于FFT的快速捕獲算法,并利用matlab進行了驗證。由于前者靈活性好且可捕獲到高精度的碼相位和載波頻率,適合于本文的硬件接收機,所以本文確定了滑動相關的捕獲方案。 接著分析了跟蹤環路的特點,跟蹤模塊采用碼跟蹤環和載波跟蹤環耦合的方法實現。由于GPS系統通常工作在非常低的信噪比環境中,而非相干環在低信噪比下環路跟蹤性能較好,所以碼跟蹤環采用非相干(DDLL)環實現。這種跟蹤環路采用的鑒相器是能量鑒相器,對數據的調制和載波相位都不敏感,鑒相器不會產生不確定量。由于輸入信號存在180°相位翻轉,而COSTAS鎖相環允許數據調制,對I支路和Q支路信號的180°相位翻轉不敏感,所以載波跟蹤環采用COSTAS鎖相環實現。上述算法在matlab環境下得到了驗證。 基帶處理器電路的主要模塊在Quartus II8.0開發平臺上利用VHDL硬件描述語言實現。然后利用EDA仿真工具ModelSim-Altera6.1g進行了邏輯仿真。本設計滿足系統功能和性能的要求,可以直接用于實時GPS接收機系統的設計中,為自主設計GPS接收機奠定了基礎。 最后,由于在弱電磁環境下,捕獲失鎖后32PPS信號會丟失。所以設計了一個能授時和守時的算法去得到與GPS時同步的精確授時秒信號。并且實現了這個算法。
上傳時間: 2013-04-24
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軟件無線電思想的出現帶來了接收機實現方式的革新。隨著近年來軟件無線電理論和應用趨于成熟與完善,軟件無線電技術已經被越來越廣泛地應用于無線通信系統和電子測量測試儀器中。數字下變頻技術作為軟件無線電的核心技術之一,在頻譜分析儀中也得到了越來越普遍的應用。 本人參與的手持式頻譜分析儀項目采用的是中頻數字化實現方式,可滿足輕巧,可重配置和低功耗的需求。數字化中頻的關鍵部件數字下變頻器DDC采用的是Intersil公司的ISL5216,這個器件和高性能FPGA共同組成手持頻譜儀的數字信號處理前端。這個數字前端就手持頻譜分析儀來說存在一定的局限性,ISL5216的信號處理帶寬單通道為1 MHz,4個通道級聯為3MHz,未能滿足譜儀分析帶寬日益增加的需求;系統集成度不高,ISL5216的功能要是集成到FPGA,可進一步提高系統集成度,降低物料成本和系統功耗。基于以上兩個方面的考慮,現正以手持頻譜分析儀項目為依托,基于Xilinx Spartan3A-DSP系列FPGA實現高速高處理帶寬的DDC。 本論文首先描述了數字下變頻基本理論和結構,對完成各級數字信號處理所涉及的數字正交變換、CORDIC算法、CIC、HB、多相濾波等關鍵算法做了適當介紹;然后介紹了當前主流FPGA的數字信號處理特性和其內部的DSP資源。接著詳細描述了數控振蕩器NCO、復數數字混頻器MIXER、5級CIC濾波器、5級HB濾波器和255階可編程FIR的設計和實現,并對各個模塊的不同實現方式作了對比和仿真測試數據作了分析。最后介紹了所設計DDC在手持頻譜分析儀中的主要應用。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著信息時代的到來,用戶對數據保護和傳輸可靠性的要求也在不斷提高。由于信道衰落,信號經信道傳輸后,到達接收端不可避免地會受到干擾而出現信號失真。因此需要采用差錯控制技術來檢測和糾正由信道失真引起的信息傳輸錯誤。RS(Reed—Solomon)碼是差錯控制領域中一類重要的線性分組碼,由于它編解碼結構相對固定,性能強,不但可以糾正隨機差錯,而且對突發錯誤的糾錯能力也很強,被廣泛應用在數字通信、數據存儲系統中,以滿足對數據傳輸通道可靠性的要求。因此設計一款高性能的RS編解碼器不但具有很大的應用意義,而且具有相當大的經濟價值。 本文首先介紹了線形分組碼及其子碼循環碼、BCH碼的基礎理論知識,重點介紹了BCH碼的重要分支RS碼的常用編解碼算法。由于其算法在有限域上進行,接著介紹了有限域的有關理論。基于RS碼傳統的單倍結構,本文提出了一種八倍并行編碼及九倍并行解碼方案,并用Verilog HDL語言實現。其中編碼器基于傳統的線性反饋移位寄存器除法電路并進行八倍并行擴展,譯碼器關鍵方程求解模塊基于修正的歐幾里德算法設計了一種便于硬件實現的脈動關鍵方程求解結構,其他模塊均采用九倍并行實現。由于進行了超前運算、流水線及并行處理,使編解碼的數據吞吐量大為提高,同時延時更小。 本論文設計了C++仿真平臺,并與HDL代碼結果進行了對比驗證。Verilog HDL代碼經過modelsim仿真驗證,并在ALTERA STRATIX3 EP3SL15OF1152C2 FPGA上進行綜合驗證以及靜態時序分析,綜合軟件為QUATURSⅡ V8.0。驗證及測試表明,本設計在滿足編解碼基本功能的基礎上,能夠實現數據的高吞吐量和低延時傳輸,達到性能指標要求。本論文在基于FPGA的RS(255,223)編解碼器的高速并行實現方面的研究成果,具有通用性、可移植性,有一定的理論及經濟價值。
上傳時間: 2013-04-24
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ICD2仿真燒寫器--USB驅動程序。。
上傳時間: 2013-07-29
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移動無線信道特性對移動通信系統性能具有重要影響,移動信道建模和仿真對移動通信系統的研發具有重要意義。因此,對移動信道建模與仿真進行研究,具有重要的理論意義和實際應用價值。 本文從無線電波的傳播特點出發,分析了無線電波的傳播模型和描述信道特性的主要參數,重點分析了移動小尺度衰落模型;結合無線電波傳輸環境的特點,研究了平坦衰落信道和頻率選擇性信道的特點,設計了基于FPGA的移動無線信道仿真器,同時給予了軟硬件驗證。 本文從衰落的數學模型角度研究了信道傳輸特性,以及各項參數對信道特性的影響。主要做了以下幾個方面的工作: 1.簡要介紹了無線電通信的發展史及信道建模與仿真的意義;論述了信道對無線信號主要的三類影響:自由空間的路徑損失、陰影衰落、多徑衰落;分析了無線通信傳播環境,移動無線通信信道仿真的基本模型,同時介紹了用正弦波疊加法和成型濾波器法建立信道確定型仿真模型的具體實現方法。 2.對移動無線信道特性進行了Matlab仿真,對仿真結果進行了對比分析,對影響信道特性的主要參數設置進行了分析仿真。 3.設計了一種基于FPGA的移動無線信道仿真器,并對實現該仿真器的關鍵技術和實現方法進行了分析。該信道仿真器能夠實時模擬窄帶信號條件下無線信道的主要特點,如多徑時延、多普勒頻移、瑞利衰落等,其主要的技術指標達到了設計要求。該模擬器結構簡單,參數可調,易于擴展,通用性強,可以部分或全部集成到處于研制階段的接收機中,以便于性能測試,也可應用于教學實踐。
上傳時間: 2013-04-24
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