全數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術具有多速率、多制式、智能性等特點,這極大的提高了通信系統(tǒng)的靈活性和通用性,符合未來通信技術發(fā)展的方向。 本文從如下幾個方面對全數(shù)字調(diào)制解調(diào)器進行了深入系統(tǒng)研究:1,在介紹全數(shù)字調(diào)制解調(diào)器的發(fā)展現(xiàn)狀和研究QPSK通信調(diào)制解調(diào)方式的基礎上,依據(jù)軟件定性仿真分析了QPSK正交調(diào)制解調(diào)系統(tǒng),設計出了滿足系統(tǒng)要求的實現(xiàn)電路框圖并選定了芯片;2,在完成了基于FPGA芯片實現(xiàn)QPSK調(diào)制解調(diào)的算法方案設計基礎上,利用VHDL語言完成了芯片程序的設計,并對其進行了調(diào)試和功能仿真;3,利用設計出的調(diào)制解調(diào)器與選定的AD、DA、正交調(diào)制解調(diào)芯片,完成了QPSK通信系統(tǒng)的硬件電路的設計并完成了調(diào)制電路的研制;4,完成電路的信息速率大于300Kbps,產(chǎn)生的中頻信號中心頻率70MHz,帶寬500KHz,滿足系統(tǒng)設計要求,由于時間關系解調(diào)電路仍在調(diào)試中。 本文基于FPGA實現(xiàn)的QPSK數(shù)字調(diào)制解調(diào)器具有體積小、集成度高和軟件可升級等優(yōu)點,這為設計高集成和高靈活性的通信系統(tǒng)提供了技術基礎。
上傳時間: 2013-07-08
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數(shù)字超聲診斷設備在臨床診斷中應用十分廣泛,研制全數(shù)字化的醫(yī)療儀器已成為趨勢。盡管很多超聲成像儀器設計制造中使用了數(shù)字化技術,但是我們可以說現(xiàn)代VLSI 和EDA 技術在其中并沒有得到充分有效的應用。隨著現(xiàn)代電子信息技術的發(fā)展,PLD 在很多與B 型超聲成像或多普勒超聲成像有關的領域都得到了較好的應用,例如數(shù)字通信和相控雷達領域。 在研究現(xiàn)代超聲成像原理的基礎上,我們首先介紹了常見的數(shù)字超聲成像儀器的基本結構和模塊功能,同時也介紹了現(xiàn)代FPGA 和EDA 技術。隨后我們詳細分析討論了B 超中,全數(shù)字化波束合成器的關鍵技術和實現(xiàn)手段。我們設計實現(xiàn)了片內(nèi)高速異步FIFO 以降低采樣率,仿真結果表明資源使用合理且訪問時間很小。正交檢波方法既能給出灰度超聲成像所需要的回波的幅值信息,也能給出多普勒超聲成像所需要的回波的相移信息。我們設計實現(xiàn)了基于直接數(shù)字頻率合成原理的數(shù)控振蕩器,能夠給出一對幅值和相位較平衡的正交信號,且在FPGA 片內(nèi)實現(xiàn)方案簡單廉價。數(shù)控振蕩器輸出波形的頻率可動態(tài)控制且精度較高,對于隨著超聲在人體組織深度上的穿透衰減,導致回波中心頻率下移的聲學物理現(xiàn)象,可視作將回波接收機的中心頻率同步動態(tài)變化進行補償。 還設計實現(xiàn)了B 型數(shù)字超聲診斷儀前端發(fā)射波束聚焦和掃描控制子系統(tǒng)。在單片F(xiàn)PGA 芯片內(nèi)部設計實現(xiàn)了聚焦延時、脈寬和重復頻率可動態(tài)控制的發(fā)射驅(qū)動脈沖產(chǎn)生器、線掃控制、探頭激勵控制、功能碼存儲等功能模塊,功能仿真和時序分析結果表明該子系統(tǒng)為設計實現(xiàn)高速度、高精度、高集成度的全數(shù)字化超聲診斷設備打下了良好的基礎,將加快其研發(fā)和制造進程,為生物醫(yī)學電子、醫(yī)療設備和超聲診斷等方面帶來新思路。
上傳時間: 2013-06-18
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數(shù)字相關器是無線數(shù)字接收機的重要組成部分,它主要用于對中頻數(shù)字化后的信號進行解調(diào)和同步,從而恢復出原始的基帶數(shù)據(jù).本文的重點是如何高效的實現(xiàn)無線通信接收系統(tǒng)中數(shù)字中頻部分,主要研究如何對MSK信號進行正確、有效、實時的解調(diào),其內(nèi)容包括1.MSK信號簡介及分析,研究其特征,以便有效的對其解調(diào).2.對解調(diào)技術中涉及的重點模塊,比如NCO、CORDIC算法等做了理論上的介紹與分析.3.MSK信號的數(shù)字解調(diào)技術,比較了各種解調(diào)技術,主要是正交解調(diào)和差分解調(diào),分析了它們的優(yōu)勢和劣勢,并進行了仿真驗證.4.在FPGA中實現(xiàn)了數(shù)字中頻系統(tǒng)的各個關鍵模塊.5.最終的解調(diào)模塊在實際的PCB基板上調(diào)試通過,并應用在實際產(chǎn)品中.
標簽: FPGA 數(shù)字相關器 解調(diào) 系統(tǒng)設計
上傳時間: 2013-06-21
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磁通反向電機(FRM)是一種新型的雙凸極永磁(DSPM)電機,它把高磁能的永磁體放在定子極的表面,永磁體易于安裝.隨著轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),FRM定子繞組所交鏈的永磁磁通改變極性,這意味著比磁通脈振產(chǎn)生更大的磁通變化.由于FRM的繞組利用率高、結構簡單、轉(zhuǎn)動慣量小及適于高速運轉(zhuǎn)等優(yōu)點,可廣泛應用于汽車制造業(yè)、航空航天等工業(yè)領域.本文將從模型建立、分析方法、性能分析等方面對該電機進行深入研究.首先,為了解FRM基本理論和掌握其基本規(guī)律,寫出FRM的基本方程式;由于電機的雙凸極結構以及飽和和非線性的影響,整個系統(tǒng)為一強非線性系統(tǒng).對該電機作適當簡化,建立其線性數(shù)學模型,這樣有利于對FRM的定性分析,弄清其內(nèi)部的基本電磁關系和基本特性.討論了繞組電感、繞組磁鏈、感應電動勢及繞組電流、電磁轉(zhuǎn)矩等靜態(tài)特性,推導出FRM的功率密度計算公式.其次,為準確計算FRM性能,要考慮磁路飽和、鐵磁材料的非線性以及永磁磁場與電樞反應磁場之間的相互影響等因素,要建立FRM的非線性模型,提出用變網(wǎng)絡等效磁路法進行分析.具體方法是建立FRM的非線性變網(wǎng)絡等效磁路模型,推導等效磁路中各部分磁導的計算公式,用節(jié)點磁位法建立相應的方程,通過求解該非線性等效磁路方程,得到磁路各部分的磁通分布,進一步求得靜態(tài)特性,計算出電磁參數(shù).然后用FRM樣機的實驗結果驗證理論分析的正確性.樣機的理論分析結果同實驗結果進行比較表明,本文所介紹的FRM變網(wǎng)絡等效磁路模型具有較好的精度及通用性,基于等效磁網(wǎng)絡模型的FRM電磁計算是可行的,計算結果是正確的.最后對磁通反向汽車發(fā)電機的功率密度進行分析.導出了磁通反向汽車發(fā)電機功率密度的計算公式,分析了影響電機功率密度的因素,并與電勵磁汽車發(fā)電機進行了比較.
上傳時間: 2013-07-30
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高溫超導(High Temperature Superconductor,HTS)磁陰電動機與傳統(tǒng)磁陰電動機相比,能夠以更小的體積和重量實現(xiàn)更大的輸出功率、更高的功率因數(shù)和效率.國外有關超導磁阻電動機的研究目前還處于初級階段,國內(nèi)在這一領域更為滯后.論文以普通磁阻電動機的電磁關系為基礎,結合超導材料特殊的電磁特性,初步提出了超導磁阻電動機電磁設計的一般原則;并嘗試進行了一臺額定功率為150W的內(nèi)反應式HTS磁阻電動機的電磁設計.論文以實際設計的一臺內(nèi)反應式HTS磁阻電動機樣機作為分析實例,基于第二類超導體臨界態(tài)Kim模型和電磁場的有限元方法,提出了一般HTS磁阻電動機的內(nèi)部磁場及交、直軸同步電抗的分析與計算方法.并在此基礎上進一步研究了如何借助HTS磁阻電動機的電抗曲線分析HTS磁阻電動機的穩(wěn)態(tài)工作特性.論文對常規(guī)磁阻電動機與HTS磁阻電動機進行了比較.計算結果表明,在電機尺寸、結構不變的前提下,超導磁阻電動機比常規(guī)磁阻電動機明顯地提高了電機X/X值,因而以更小的尺寸獲得了更大的輸出轉(zhuǎn)矩、更高的效率和功率因數(shù),同時電機的穩(wěn)定運行區(qū)間也有所增大.計算結果還表明,采用抗磁性更強的YBCO塊材作為交軸阻磁介質(zhì),能夠保證轉(zhuǎn)子在獲得較大的直、交軸磁阻差異的同時不必犧牲較大的極孤系數(shù)和氣隙寬度,從而氣隙磁密有較好的波形,電機具有較好的同步性能.論文也對幾種具有相同定子但轉(zhuǎn)子結構不同的HTS磁阻電動機做了比較,比較結果顯示,ALA式HTS磁阻電動機比內(nèi)反應式HTS磁阻電動機具有更大的輸出轉(zhuǎn)矩;當輸出功率較大時,ALA結構的HTS磁阻電動機還比內(nèi)反應結構具有更好的穩(wěn)態(tài)工作特性.另外發(fā)現(xiàn),thin-zebra ALA式HTS磁阻電動機的同步性能比thick-zebra ALA式HTS磁阻電動機更好.在進行內(nèi)反應式HTS磁阻電動機的設計時,內(nèi)反應槽既要盡量阻隔交軸磁通,又要分布的比較均勻,這樣才能既獲得足夠的直、交軸同步電抗比,又削弱轉(zhuǎn)矩脈動,從而最終改善電機的同步性能.
上傳時間: 2013-04-24
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該文首先以運行的XLPE電力電纜為對象,分析了電纜進行在線監(jiān)測的重要性,介紹了電力電纜供電的優(yōu)缺點、電力電纜的分類和典型故障,討論了電力電纜絕緣故障在線監(jiān)測系統(tǒng)的國內(nèi)外同類技術現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢,在此基礎上提出符合現(xiàn)場實際的電纜絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)是迫切需要的.其次,從微觀的角度闡述了水樹的形成的過程,對目前存在的XLPE電纜絕緣在線監(jiān)測方法進行了介紹.從不同電壓等級的電纜,其電力系統(tǒng)中的變壓器中性點接地方式不同入手,比較了各種方法的利弊,從而提出了差頻法作為本在線監(jiān)測研究的系統(tǒng)方案.并從抗干擾的角度來考慮,差頻法是更切實可行的方法.從理論上對差頻法的在線監(jiān)測的微觀過程進行了分析,并在此基礎上對電纜水樹枝模型進行了仿真,得到的結果更好地證明了模型的正確性和差頻法的可行性.再次,研制了基于差頻法的XLPE電纜在線檢測原理驗證裝置,論述了該系統(tǒng)的結構和組成.主要有如下幾個部分:一、用于疊加到電纜上的調(diào)頻信號的發(fā)生裝置的技術要求、構成和工作原理;二、用于檢測差頻信號的微小電流檢測裝置的構成和特點;三、差頻信號數(shù)據(jù)的采集和傳送到工控機;四、在監(jiān)測系統(tǒng)中,調(diào)頻信號的加載位置和大小;五、電纜的水樹培養(yǎng)和對比樣品的選取;最后詳細介紹了整體的實驗步驟和注意事項.該文通過對電力電纜絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)的研究,提出了基于差頻法的在線監(jiān)測的工作原理、系統(tǒng)結構以及數(shù)據(jù)處理方案,從而為更好的實際運用電纜絕緣故障在線監(jiān)測技術,為電力系統(tǒng)安全、方便、迅捷的排除電纜故障提供有利的理論依據(jù)和實際經(jīng)驗.
標簽: 聚乙烯 電力電纜 在線監(jiān)測系統(tǒng) 絕緣
上傳時間: 2013-08-04
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數(shù)字信號微處理器與計算機之間的數(shù)據(jù)通信越來越受到重視。本文主要介紹TI公司'54x系列DSP 通過主機接口(HPI)與計算機并口進行通信的簡易設計方案。該方案以簡單的電路設計實現(xiàn)了穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳
上傳時間: 2013-06-10
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11201頻率計算器含有多種頻率計算工具,有LC諧振頻率計算軟件,RC諧振頻率計算工具,并含有多種軟件
上傳時間: 2013-07-26
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自上個世紀九十年代以來,我國著名學者、現(xiàn)中國科學院院士、清華大學陳難先教授等人使用無窮級數(shù)的Mobius反演公式解決了一系列重要的應用物理中的逆問題,例如費米體系逆問題、信號處理等,開創(chuàng)了應用、推廣數(shù)論中的Mobius變換解決物理學中各種逆問題的巧妙方法,其工作在1990年得到了世界著名的《NATURE》雜志的整版專評與高度評價。華僑大學蘇武潯、張渭濱教授等則把Mobius變換的方法應用于幾種常用波形(包括周期矩形脈沖,奇偶對稱方波和三角波等)的傅立葉級數(shù)的逆變換運算,得到正、余弦函數(shù)及一般周期信號的各種常用波形的信號展開;并求得了與各種常用波形信號函數(shù)族相正交的函數(shù)族,以用于各展開系數(shù)的計算與信息的解調(diào);而后把它們應用到通信系統(tǒng)中,提出了一種新的通信系統(tǒng),即新型Chen-Mobius通信系統(tǒng)。 在新型通信系統(tǒng)中,把這種正交函數(shù)族應用于系統(tǒng)的相干調(diào)制解調(diào)中,取代傳統(tǒng)通信系統(tǒng)中調(diào)制解調(diào)所采用的三角正交函數(shù)族。正是這種正交函數(shù)族使得通信系統(tǒng)的傳輸性能大大提高,保密性加強,而且正交函數(shù)族產(chǎn)生很方便。 本文從軟件仿真和硬件實現(xiàn)兩個方面對Chen-Mobius通信系統(tǒng)進行了驗證。首先,利用MATLAB軟件構建Chen-Mobius數(shù)字通信系統(tǒng),通過計算機編程,對Chen-Mobius單路、四路和八路的數(shù)字通信系統(tǒng)進行仿真分析,對該系統(tǒng)在不同信噪比情況下的錯誤概率進行了計算,并繪出了信噪比-錯誤概率曲線;其次,在QuartusⅡ軟件平臺上,利用VHDL語言文本輸入和原理圖輸入的方法構建Chen-Mobius數(shù)字通信系統(tǒng),對該系統(tǒng)進行了仿真,包括設計綜合、引腳分配、仿真驗證、時序分析等;再次,在QuartusⅡ軟件仿真的基礎上,在Altera公司的Stratix GX芯片上,實現(xiàn)了硬件的編程和下載,從而完成了Chen-Mobius數(shù)字通信系統(tǒng)的FPGA實現(xiàn);最后,從MATLAB軟件仿真和硬件實現(xiàn)的結果出發(fā),通過分析系統(tǒng)的性能,簡單展望了Chen-Mobius數(shù)字通信系統(tǒng)的應用前景。 本文通過軟件仿真得到了Chen-Mobius數(shù)字通信系統(tǒng)的信噪比-錯誤概率曲線,從理論上驗證了該系統(tǒng)的強的抗干擾能力;利用FPGA完成了系統(tǒng)的硬件實現(xiàn),從實際上驗證了該系統(tǒng)的可實現(xiàn)性。從兩方面都可以說明,Chen-Mobius通信系統(tǒng)雖然只是一個新的起點,但它卻預示著光明的應用前景。
標簽: ChenMobius MATLAB FPGA 數(shù)字通信系統(tǒng)
上傳時間: 2013-05-19
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正交頻分復用(OnIlogonaJ Frequency Division Multiplexing,OFDM)技術通過將整個信道分為多個帶寬相等并行傳輸?shù)淖有诺溃ㄟ^將信息經(jīng)過子信道獨立傳輸來實現(xiàn)通信,子信道的正交性可以保證最大限度的利用頻譜資源。OFDM系統(tǒng)通過循環(huán)前綴來消除符號間干擾(ISI),通過IDFT/DFT調(diào)制解調(diào)降低了系統(tǒng)實現(xiàn)的復雜度。由于其頻譜利用率高,抗多徑能力強,在多種通信場合中都得到了應用。雖然有著上述優(yōu)點,但為了準確的恢復信號,信道估計是OFDM系統(tǒng)中必須實現(xiàn)的一環(huán)。 本文正是針對OFDM接收機中的信道估計模塊的運算部件的實現(xiàn)進行了研究。首先,研究了OFDM信道估計的LS算法,一階線性插值算法,二次多項式插值算法,建立了適用于寬帶通信系統(tǒng)的信道估計模塊模型。其次研究了加法器電路和乘法器電路的實現(xiàn),包括進位行波加法器,曼徹斯特進位鏈,超前進位加法器和乘法原理,陣列乘法器,wallace樹乘法器及BOOTH編碼算法,并分析了各種電路的特性及優(yōu)缺點。接著研究了幾種主要的除法器設計算法,包括數(shù)字循環(huán)算法,基于函數(shù)迭代的算法,以及CORDIC算法,結合信道估計的特點選擇了函數(shù)迭代和CORDIC算法作為具體實現(xiàn)的方法。最后,在前面的設計的基礎上在FPGA芯片上實現(xiàn)了前面的設計方案。
上傳時間: 2013-06-06
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