本文簡(jiǎn)單介紹了脈沖式激光測(cè)距原理、相位式激光測(cè)距的原理及相位測(cè)量技術(shù)。根據(jù)課題的要求，給出了電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，選擇了合適測(cè)相系統(tǒng)電路參數(shù)，分析了調(diào)制波的噪聲對(duì)系統(tǒng)的影響，計(jì)算出能滿足系統(tǒng)精度要求的最低信噪比，對(duì)偶然誤差、信號(hào)變化幅度大小、零點(diǎn)漂移和電路的相位延遲等原因引起的測(cè)量誤差，提出了具體的解決措施，這些措施提高了數(shù)字檢相電路的測(cè)相精度和穩(wěn)定性。 根據(jù)電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，著重對(duì)混頻電路、整形電路和自動(dòng)數(shù)字檢相電路進(jìn)行了較為深入的分析與討論，其中自動(dòng)數(shù)字檢相電路采用大規(guī)模可編程邏輯器件FPGA實(shí)現(xiàn)。 文中述敘了利用FPGA實(shí)現(xiàn)自動(dòng)數(shù)字檢相的原理及方法步驟，分析了FPGA實(shí)現(xiàn)鑒相功能的可靠性。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選擇合適的FPGA邏輯器件和配置器件，使用QuartusⅡ軟件開(kāi)發(fā)可編程邏輯器件及VHDL編程，給出了用QuartusⅡ軟件進(jìn)行數(shù)字檢相測(cè)量的系統(tǒng)仿真結(jié)果和混頻電路、比較電路、數(shù)字檢相電路的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)在沒(méi)有零角度位置標(biāo)志信號(hào)和沒(méi)有允許計(jì)數(shù)標(biāo)志信號(hào)條件下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精度進(jìn)行了分析。根據(jù)誤差結(jié)果分析，提出了下一步研究改進(jìn)的措施和思路。
標(biāo)簽： FPGA 相位 激光測(cè)距 信號(hào)處理技術(shù)
上傳時(shí)間： 2013-07-25
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超聲理論與技術(shù)的快速發(fā)展，使超聲設(shè)備不斷更新，超聲檢查已成為預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)疾病及其治療結(jié)果不可缺少的重要方法。超聲診斷技術(shù)不僅具有安全、方便、無(wú)損、廉價(jià)等優(yōu)點(diǎn)，其優(yōu)越性還在于它選用診斷參數(shù)的多樣性及其在工程上實(shí)現(xiàn)的靈活性。 全數(shù)字B超診斷儀基于嵌入式ARM9+FPGA硬件平臺(tái)、LINUX嵌入式操作系統(tǒng)，是一種新型的、操作方便的、技術(shù)含量高的機(jī)型。它具有現(xiàn)有黑白B超的基本功能，能夠?qū)Τ暬夭〝?shù)據(jù)進(jìn)行靈活的處理，從而使操作更加方便，圖象質(zhì)量進(jìn)一步提高，并為遠(yuǎn)程醫(yī)療、圖像存儲(chǔ)、拷貝等打下基礎(chǔ)，是一種很有發(fā)展前景、未來(lái)市場(chǎng)的主打產(chǎn)品。全數(shù)字B型超聲診斷儀的基本技術(shù)特點(diǎn)是用數(shù)字硬件電路來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)量極其龐大的超聲信息的實(shí)時(shí)處理，它的實(shí)現(xiàn)主要倚重于FPGA技術(shù)。現(xiàn)在FPGA已經(jīng)成為多種數(shù)字信號(hào)處理（DSP）應(yīng)用的強(qiáng)有力解決方案。硬件和軟件設(shè)計(jì)者可以利用可編程邏輯開(kāi)發(fā)各種DSP應(yīng)用解決方案。可編程解決方案可以更好地適應(yīng)快速變化的標(biāo)準(zhǔn)、協(xié)議和性能需求。 本論文首先闡述了醫(yī)療儀器發(fā)展現(xiàn)狀和嵌入式計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)及發(fā)展?fàn)顩r，提出了課題研究?jī)?nèi)容和目標(biāo)。然后從B超診斷原理及全數(shù)字B超診斷儀設(shè)計(jì)入手深入分析了B型超聲診斷儀的系統(tǒng)的硬件體系機(jī)構(gòu)。對(duì)系統(tǒng)的總體框架和ARM模塊設(shè)計(jì)做了描述后，接著分析了超聲信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理的各個(gè)子模塊、可編程邏輯器件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、編程原理、設(shè)計(jì)流程以及ARM處理模塊和FPGA模塊的主要通訊接口。接著，本論文介紹了基于ARM9硬件平臺(tái)的LINUX嵌入式操作系統(tǒng)的移植和設(shè)備驅(qū)動(dòng)的開(kāi)發(fā)，詳細(xì)描述了B型超聲診斷儀的軟件環(huán)境的架構(gòu)及其設(shè)備驅(qū)動(dòng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)。最后對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的功能和特點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)和展望。
標(biāo)簽： ARM 全數(shù)字 儀的設(shè)計(jì) 超聲診斷
上傳時(shí)間： 2013-05-28
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線性預(yù)測(cè)技術(shù)作為一種基于全極點(diǎn)模型假定和均方預(yù)測(cè)誤差最小準(zhǔn)則下的波形逼近技術(shù)。本文簡(jiǎn)要介紹了LPC 技術(shù)的基本原理，并利用MATLAB 這一有力工具對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行了LPC 分析，并對(duì)階數(shù)的選取
標(biāo)簽： MATLAB LPC 語(yǔ)音信號(hào) 技術(shù)分析
上傳時(shí)間： 2013-05-26
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本文以電子不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)課題為背景，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于FPGA的π/4-DOPSK全數(shù)字中頻發(fā)射機(jī)和接收機(jī)。π/4-DQPSK廣泛應(yīng)用于移動(dòng)通信和衛(wèi)星通信中，具有頻帶利用率高、頻譜特性好、抗衰落性能強(qiáng)的特點(diǎn)。 近年來(lái)現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)器件在芯片邏輯規(guī)模和處理速度等方面性能的迅速提高，用硬件編程實(shí)現(xiàn)無(wú)線功能的軟件無(wú)線電技術(shù)在理論和實(shí)用化上都趨于成熟和完善，因此可以把數(shù)字調(diào)制，數(shù)字上/下變頻，數(shù)字解調(diào)在同一塊FPGA上實(shí)現(xiàn)，即實(shí)現(xiàn)了中頻發(fā)射機(jī)和接收機(jī)一體化的片上可編程系統(tǒng)(SOPC，System On Programmabie Chip)。 本文首先根據(jù)指標(biāo)要求對(duì)數(shù)字收發(fā)機(jī)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，確定了適合不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)的全數(shù)字發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的結(jié)構(gòu)，接著根據(jù)π/4-DQPSK發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的理論，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于FPGA的成形濾波器SRRC、半帶濾波器HB和定時(shí)算法并給出性能分析，最后給出硬件測(cè)試平臺(tái)上結(jié)果和測(cè)試結(jié)果分析。
標(biāo)簽： DQPSK FPGA 全數(shù)字 中頻
上傳時(shí)間： 2013-07-18
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如今電力電子電路的控制旨在實(shí)現(xiàn)高頻開(kāi)關(guān)的計(jì)算機(jī)控制，并向著更高頻率、更低損耗和全數(shù)字化的方向發(fā)展。現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列器件(FieldProgrammableGateArrays)是近年來(lái)嶄露頭角的一類(lèi)新型集成電路，它具有簡(jiǎn)潔、經(jīng)濟(jì)、高速度、低功耗等優(yōu)勢(shì)，又具有全集成化、適用性強(qiáng)，便于開(kāi)發(fā)和維護(hù)(升級(jí))等顯著優(yōu)點(diǎn)。與單片機(jī)和DSP相比，F(xiàn)PGA的頻率更高、速度更快，這些特點(diǎn)順應(yīng)了電力電子電路的日趨高頻化和復(fù)雜化發(fā)展的需要。因此，在越來(lái)越多的領(lǐng)域中FPGA得到了日益廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。 本文提出了一種采用現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)器件實(shí)現(xiàn)數(shù)字化通用PWM控制器的方案。該控制器能產(chǎn)生多路PWM脈沖，具有開(kāi)關(guān)頻率可調(diào)、各路脈沖間的相位可調(diào)、接口簡(jiǎn)單、響應(yīng)速度快、易修改、可現(xiàn)場(chǎng)編程等特點(diǎn)，可應(yīng)用于PWM的全數(shù)字化控制。文中對(duì)方案的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了比較詳細(xì)的論述，包括A/D采樣控制、PI算法的實(shí)現(xiàn)、PWM波形的產(chǎn)生、各模塊的工作原理等。 本文還提出一種新型ZCT-PWMBoost變換器，詳細(xì)的分析了該變換器的工作過(guò)程，并采用基于FPGA的數(shù)字化通用PWM控制器對(duì)這種軟開(kāi)關(guān)Boost變換器進(jìn)行控制，給出了比較完滿的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了該控制器以及該ZCTBoost變換器的可行性和有效性，
標(biāo)簽： FPGA PWM 數(shù)字化 制器設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-07-10
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本文結(jié)合工程需要詳細(xì)論述了一種數(shù)字相位計(jì)的實(shí)現(xiàn)方法，該方法是基于FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列)芯片運(yùn)用FFT(快速傅立葉變換)算法完成的。首先，從相位測(cè)量的原理出發(fā)，分析了傳統(tǒng)相位計(jì)的缺點(diǎn)，給出了一種高可靠性的相位檢測(cè)實(shí)用算法，其算法核心是對(duì)采集信號(hào)進(jìn)行FFT變換，通過(guò)頻譜分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)參考信號(hào)和測(cè)量信號(hào)初相位的檢測(cè)，并同時(shí)闡述了FPGA在實(shí)現(xiàn)數(shù)字相位計(jì)核心FFT算法中的優(yōu)勢(shì)。在優(yōu)化的硬件結(jié)構(gòu)中，利用多個(gè)乘法器并行運(yùn)算的方式加快了蝶形運(yùn)算單元的運(yùn)算速度；內(nèi)置雙端口RAM、旋轉(zhuǎn)因子ROM使數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的速度得到提高；采用了流水線的工作方式使數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、運(yùn)算在時(shí)間上達(dá)到匹配。整個(gè)設(shè)計(jì)采用VHDL(超高速硬件描述語(yǔ)言)語(yǔ)言作為系統(tǒng)內(nèi)部硬件結(jié)構(gòu)的描述手段，在Altera的QuartusⅡ軟件支持下完成。仿真結(jié)果表明，基于FPGA實(shí)現(xiàn)的FFT算法無(wú)論在速度和精度上都滿足了相位測(cè)量的需要，其運(yùn)算64點(diǎn)數(shù)據(jù)僅需27.5us，最大誤差在1％之內(nèi)。
標(biāo)簽： FPGA 數(shù)字 相位計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-05-16
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頻率合成技術(shù)廣泛應(yīng)用于通信、航空航天、儀器儀表等領(lǐng)域，目前，常用的頻率合成技術(shù)有直接頻率合成、鎖相頻率合成和直接數(shù)字頻率合成(DDS)等。其中DDS是一種新的頻率合成方法，是頻率合成的一次革命。全數(shù)字化的DDS技術(shù)由于具有頻率分辨率高、頻率切換速度快、相位噪聲低和頻率穩(wěn)定度高等優(yōu)點(diǎn)而成為現(xiàn)代頻率合成技術(shù)中的佼佼者。隨著數(shù)字集成電路、微電子技術(shù)和EDA技術(shù)的深入研究，DDS技術(shù)得到了飛速的發(fā)展。 DDS是把一系列數(shù)字量化形式的信號(hào)通過(guò)D/A轉(zhuǎn)換形成模擬量形式的信號(hào)的合成技術(shù)。主要是利用高速存儲(chǔ)器作查尋表，然后通過(guò)高速D/A轉(zhuǎn)換產(chǎn)生已經(jīng)用數(shù)字形式存入的正弦波(或其它任意波形)。一個(gè)典型的DDS系統(tǒng)應(yīng)包括以下三個(gè)部分：相位累加器可以時(shí)鐘的控制下完成相位的累加；相位一幅度碼轉(zhuǎn)換電路一般由ROM實(shí)現(xiàn)；D/A轉(zhuǎn)換電路，將數(shù)字形式的幅度碼轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)。 現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)設(shè)計(jì)靈活、速度快，在數(shù)字專(zhuān)用集成電路的設(shè)計(jì)中得到了廣泛的應(yīng)用。本論文主要討論了如何利用FPGA來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)DDS系統(tǒng)，該DDS系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)是以FPGA為核心實(shí)現(xiàn)的，使用Altera公司的Cyclone系列FPGA。 文章首先介紹了頻率合成器的發(fā)展，闡述了基于FPGA實(shí)現(xiàn)DDS技術(shù)的意義；然后介紹了DDS的基本理論；接著介紹了FPGA的基礎(chǔ)知識(shí)如結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、開(kāi)發(fā)流程、使用工具等；隨后介紹了利用FPGA實(shí)現(xiàn)直接數(shù)字頻率合成(DDS)的原理、電路結(jié)構(gòu)、優(yōu)化方法等。重點(diǎn)介紹DDS技術(shù)在FPGA中的實(shí)現(xiàn)方法，給出了部分VHDL源程序。采用該方法設(shè)計(jì)的DDS系統(tǒng)可以很容易地嵌入到其他系統(tǒng)中而不用外接專(zhuān)用DDS芯片，具有高性能、高性?xún)r(jià)比，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)；接著對(duì)輸出信號(hào)頻譜進(jìn)行了分析，特別是對(duì)信號(hào)的相位截?cái)嗾`差和幅度量化誤差進(jìn)行了詳細(xì)的討論，由此得出了改善系統(tǒng)性能的幾種方法；最后給出硬件實(shí)物照片和測(cè)試結(jié)果，并對(duì)此作了一定的分析。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列器件(FPGA)是一種新型集成電路，可以將眾多的控制功能模塊集成為一體，具有集成度高、實(shí)用性強(qiáng)、高性?xún)r(jià)比、便于開(kāi)發(fā)等優(yōu)點(diǎn)，因而具有廣泛的應(yīng)用前景。單相全橋逆變器是逆變器的一種基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，對(duì)它的研究可以為三相逆變器研究提供參考，因此對(duì)單相全橋逆變器的分析有著重要的意義。 本文研制了一種基于FPGA的SPWM數(shù)字控制器，并將其應(yīng)用于單相逆變器進(jìn)行了試驗(yàn)研究。主要研究?jī)?nèi)容包括：SPWM數(shù)字控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)以及逆變器硬件電路設(shè)計(jì)，并對(duì)試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了深入分析，提出了相應(yīng)的解決方案和減小波形失真的措施。在硬件設(shè)計(jì)方面，首先對(duì)雙極性／單極性正弦脈寬調(diào)制技術(shù)進(jìn)行分析，選用適合高頻設(shè)計(jì)的雙極性調(diào)制。其次，詳細(xì)分析死區(qū)效應(yīng)，采用通過(guò)判斷輸出電壓電流之間的相位角預(yù)測(cè)橋臂電流極性方向，超前補(bǔ)償波形失真的方案。最后，采用電壓反饋實(shí)時(shí)檢測(cè)技術(shù)，對(duì)PWM進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。在控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方面，采用FPGA自上而下的設(shè)計(jì)方法，對(duì)其控制系統(tǒng)進(jìn)行了功能劃分，完成了DDS標(biāo)準(zhǔn)正弦波發(fā)生器、三角波發(fā)生器、SPWM產(chǎn)生器以及加入死區(qū)補(bǔ)償?shù)腜WM發(fā)生器、電流極性判斷(零點(diǎn)判斷模塊和延時(shí)模塊)和反饋等模塊的設(shè)計(jì)。針對(duì)仿真和實(shí)驗(yàn)中的毛刺現(xiàn)象，分析其產(chǎn)生機(jī)理，給出常用的解決措施，改進(jìn)了系統(tǒng)性能。
上傳時(shí)間： 2013-07-06
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激光測(cè)距是一種非接觸式的測(cè)量技術(shù)，已被廣泛使用于遙感、精密測(cè)量、工程建設(shè)、安全監(jiān)測(cè)以及智能控制等領(lǐng)域。早期的激光測(cè)距系統(tǒng)在激光接收機(jī)中通過(guò)分立的單元電路處理激光發(fā)、收信號(hào)以測(cè)量光脈沖往返時(shí)間，使得開(kāi)發(fā)成本高、電路復(fù)雜，調(diào)試?yán)щy，精度以及可靠性相對(duì)較差，體積和重量也較大，且沒(méi)有與其他儀器相匹配的標(biāo)準(zhǔn)接口，上述缺陷阻礙了激光測(cè)距系統(tǒng)的普及應(yīng)用。 本文針對(duì)激光測(cè)距信號(hào)處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一套全數(shù)字集成方案，除激光發(fā)射、接收電路以外，將信號(hào)發(fā)生、信號(hào)采集、綜合控制、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)傳輸五個(gè)部分集成為一塊專(zhuān)用集成電路。這樣就不再需要DA轉(zhuǎn)換和AD轉(zhuǎn)換電路和濾波處理等模塊，可以直接對(duì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理。與分立的單元電路構(gòu)成的激光測(cè)距信號(hào)處琿相比，可以大大降低激光測(cè)距系統(tǒng)的成本，縮短激光測(cè)距的研制周期。并且由于專(zhuān)用集成電路帶有標(biāo)準(zhǔn)的RS232接口，可以直接與通信模塊連接，構(gòu)成激光遙測(cè)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)LED實(shí)時(shí)顯示測(cè)距結(jié)果。這樣使得激光測(cè)距系統(tǒng)只需由激光器LD、接收PD和一片集成電路組成即可，提出了橋梁的位移監(jiān)測(cè)技術(shù)方法，并設(shè)計(jì)出一種針對(duì)橋梁的位移監(jiān)測(cè)的具有既便攜、有效又經(jīng)濟(jì)實(shí)用的監(jiān)測(cè)樣機(jī)。 本文基于xil inx公司提供的開(kāi)發(fā)環(huán)境(ise8.2)、和Virtex2P系列XC2VP30的開(kāi)發(fā)版來(lái)設(shè)計(jì)的，提出一種基于方波的利用DCM(數(shù)字時(shí)鐘管理器)檢相的相位式測(cè)距方法；采用三把側(cè)尺頻率分別是30MHz、3MHz、lOkHz，對(duì)應(yīng)的測(cè)尺長(zhǎng)度分別為5米、50米和15000米，對(duì)應(yīng)的精度分別為±0.02米、±0.5米和±5米。設(shè)計(jì)了一套激光測(cè)距全數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)。為了證明本系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，另外設(shè)計(jì)了一套利用延時(shí)的方法來(lái)模擬激光光路，經(jīng)過(guò)測(cè)試，證明利用DCM檢相的相位式測(cè)距方法對(duì)于橋梁的位移監(jiān)測(cè)是可行的，測(cè)量精度和測(cè)量結(jié)果也滿足設(shè)計(jì)方案要求。
標(biāo)簽： FPGA 全數(shù)字 信號(hào)處理 激光測(cè)距
上傳時(shí)間： 2013-06-12
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本文主要研究了近年來(lái)發(fā)展很快的一種高效的調(diào)制技術(shù)——連續(xù)相位調(diào)制(CPM)。與其它調(diào)制技術(shù)相比，它具有較高的帶寬和功率利用率，這也令它在通信資源日益緊張的今天得到了越來(lái)越多的關(guān)注。CPM信號(hào)包含大量的信號(hào)形式，它們的共同特點(diǎn)是信號(hào)包絡(luò)恒定、相位連續(xù)，尤其適合于無(wú)線通信。 本文首先介紹了CPM信號(hào)的一般表達(dá)式及其功率譜密度公式，在此基礎(chǔ)上對(duì)CPM信號(hào)特性做了分析研究，并對(duì)其功率譜密度進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真，分析得出了CPM信號(hào)各調(diào)制參數(shù)的取值對(duì)其譜特性的影響；然后對(duì)CPM信號(hào)的各種解調(diào)方法進(jìn)行了深入研究，對(duì)不同方法的解調(diào)性能作了仿真，通過(guò)比較分析得出解調(diào)性能、調(diào)制參數(shù)與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度之間相互制約的關(guān)系；最后，在前面分析研究的基礎(chǔ)上，完成了一個(gè)實(shí)際通信系統(tǒng)中信號(hào)檢測(cè)算法的。FPGA實(shí)現(xiàn)。
標(biāo)簽： 相位調(diào)制 解調(diào)算法
上傳時(shí)間： 2013-05-29
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