隨著科學技術(shù)的飛速發(fā)展，各科學領(lǐng)域?qū)y試技術(shù)提出了越來越高的要求。調(diào)速器試驗臺是調(diào)試、校驗調(diào)速器性能的一種試驗工具，是船舶修造廠、尤其調(diào)速器修造專業(yè)廠必須具有的試驗設(shè)備。基于ARM嵌入式平臺和uC/OS-II實時操作系統(tǒng)的嵌入式控制調(diào)速器試驗臺是基于國內(nèi)外調(diào)速器測試技術(shù)的發(fā)展趨勢和工作的實際要求。本調(diào)速試驗臺充分利用了嵌入式單片機技術(shù)和傳感器技術(shù)，通過采用多種傳感器采集系統(tǒng)所需要的數(shù)據(jù)，例如直流電機的轉(zhuǎn)速、調(diào)速器的齒條位移等等，經(jīng)過單片機系統(tǒng)處理并輸出結(jié)果來實現(xiàn)調(diào)速器試驗臺的功能，并運用新型的全彩液晶顯示屏將各種試驗數(shù)據(jù)顯示出來。 本文主要是針對調(diào)速試驗臺控制系統(tǒng)的研究，在分析了嵌入式軟硬件可實現(xiàn)模塊化設(shè)計的基礎(chǔ)上，借鑒了“開發(fā)平臺”的設(shè)計思想，首先，在ARM嵌入式最小系統(tǒng)的基礎(chǔ)上架構(gòu)通用的硬件平臺，對測控平臺的硬件結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，特別是對于關(guān)鍵的接口電路進行了比較深入的研究，針對不同的應用，集成了多種接口電路。其次，在實現(xiàn)嵌入式實時多任務操作系統(tǒng)uC/OS-II在ARM上可移植的基礎(chǔ)上，架構(gòu)了通用的軟件平臺，對接口電路驅(qū)動程序進行模塊化設(shè)計。最后，研究了基于參數(shù)實時可變型的一種新型的PID控制算法，并將此PID算法作為調(diào)速試驗臺的控制算法。 通過對本系統(tǒng)的研究開發(fā)，提高了調(diào)速器試驗臺的測試精度，也使性能更加穩(wěn)定可靠，實現(xiàn)了整個測試過程的自動化，從而減輕了試驗人員的勞動強度，提高了工作效率，降低了試驗成本，也同時消除了安全隱患，因此對本課題的研究具有較大的現(xiàn)實意義。
上傳時間： 2013-07-20
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無線局域網(wǎng)(WLAN,Wireless Local Area Network)是未來移動通信系統(tǒng)的重要組成部分.為了滿足用戶高速率、方便靈活的接入互聯(lián)網(wǎng)的需求,WLAN的研究和建設(shè)正在世界范圍內(nèi)如火如荼的展開.由于擺脫了有線連接的束縛,無線局域網(wǎng)具有移動性好、成本低和不會出現(xiàn)線纜故障等特點.該文對無線局域網(wǎng)的主流協(xié)議IEEE 802.11a的物理層實現(xiàn)技術(shù)進行了系統(tǒng)的研究和分析,并采用可編程ASIC器件FPGA,設(shè)計實現(xiàn)了物理層基帶處理的關(guān)鍵模塊,為今后形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的IP核奠定了基礎(chǔ).該文研究內(nèi)容得到了天津市信息化辦公室"寬帶無線局域網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究"項目經(jīng)費的支持.該文在對IEEE 802.11a協(xié)議深入研究的基礎(chǔ)上,提出了物理層的實現(xiàn)方案和功能模塊劃分.重點研究了實現(xiàn)基帶處理的關(guān)鍵模塊:FIR濾波器、卷積碼編碼器以及(2,1,7)Viterbi譯碼器的實現(xiàn)算法和硬件結(jié)構(gòu).在Viterbi譯碼器的設(shè)計中,
上傳時間： 2013-06-19
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逆變器在自動控制系統(tǒng)、電機交流調(diào)速、電力變換以及電力系統(tǒng)控制中都起著重要的作用；各系統(tǒng)對逆變器的性能需求也越來越高。PWM控制多重逆變器正是基于這些需求，實現(xiàn)可變頻、調(diào)壓、調(diào)相、低諧波、高穩(wěn)定性的解決方案。 PWM控制逆變器通過對每個脈沖寬度進行控制，以達到控制輸出電壓和改善輸出波形的目的；多重逆變器則是把幾個矩形波逆變器的輸出組合起來起來形成階梯波，從而消除諧波；PWM控制多重逆變器綜合上述兩種技術(shù)的特點，非常適合于應用在對諧波、電壓輸出及穩(wěn)定性要求比較高的場合。電力半導體技術(shù)和集成電路技術(shù)的快速發(fā)展，使得多重逆變器的控制、實現(xiàn)成為可能。 本文首先分析風力發(fā)電系統(tǒng)對逆變器的要求，從多重逆變器理論和PWM逆變器理論出發(fā)，提出同步式PWM控制電壓型串聯(lián)多重逆變器系統(tǒng)解決方案。本方案也可以應用在逆變電源、交流電機調(diào)速及電力變換領(lǐng)域中。 文中建立了一個多重逆變器的PWM控制算法模型。該算法可完成頻率、相位、幅值可調(diào)的多重逆變器的PWM控制，且能完成逆變器故障運行下的保護與告警。并在MATLAB/SIMULINK環(huán)境下對算法模型進行仿真與分析。 在比較了現(xiàn)有PWM發(fā)生解決方案的基礎(chǔ)上，本文提出了一個基于FPGA(可編程邏輯陣列)的多重逆變器PWM控制系統(tǒng)實現(xiàn)方案。并給出一個主要由FPGA、ADC/DAC、驅(qū)動與保護電路、逆變器主回路及其他外圍電路構(gòu)成的多重逆變器系統(tǒng)解決方案。實驗結(jié)果表明，此方案系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、可行，很好完成上述多重逆變器的PWM控制算法。
上傳時間： 2013-06-28
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ISO和ITU-T制定的一系列視頻編碼國際標準的推出，開創(chuàng)了視頻通信和存儲應用的新紀元。從H.261視頻編碼建議，到H.262/3、MPEG-1/2/4等都有一個共同的不斷追求的目標，即在盡可能低的碼率(或存儲容量)下獲得盡可能好的圖像質(zhì)量。 本課題的研究建立在目前主流的壓縮算法的基礎(chǔ)上，綜合出各種標準中實現(xiàn)途徑的共性和優(yōu)勢，將算法的主體移植于FPGA(FieldProgrammableGateArray)平臺上。憑借該種類嵌入式系統(tǒng)配置靈活、資源豐富的特點，建立一個可重構(gòu)的內(nèi)核處理模塊。進一步的完善算法(運算速度、精度)和外圍系統(tǒng)后，就可作為專用視頻壓縮編碼器進行門級電路設(shè)計的原型，構(gòu)建一個片上可編程的獨立系統(tǒng)。 編碼器設(shè)計有良好的應用前景，通過使用離散余弦變換和熵編碼，對運動圖像從空間上進行壓縮編碼，使得編碼后的數(shù)據(jù)流適合于傳輸、通信、存儲和編輯等方面的要求。同時，系統(tǒng)的設(shè)計將解碼的工作量大幅度降低，功能模塊在作適當?shù)母膭雍罂蔀榻獯a器的參考設(shè)計使用。 研究所涉及的各功能模塊都進行了系統(tǒng)性的仿真和綜合，滿足工程樣機的前期研發(fā)需要。
上傳時間： 2013-04-24
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隨著無線通信的應用日益廣泛，無線通信系統(tǒng)的種類也越來越繁雜，但是由于不同通信系統(tǒng)的工作頻段、調(diào)制方式、通信協(xié)議等原理結(jié)構(gòu)上存在差異而極大限制了不同系統(tǒng)之間的互通。軟件無線電擺脫了硬件體系結(jié)構(gòu)的束縛，成為解決不同通信體制之間互操作問題和開展多種通信業(yè)務的最佳途徑，具有巨大的商業(yè)和軍事價值，被喻為無線電通信領(lǐng)域一次新的技術(shù)革命。 本文首先回顧了軟件無線電的提出和發(fā)展現(xiàn)狀，然后論述了軟件無線電的基本理論和數(shù)學模型。在此理論和模型的基礎(chǔ)上，設(shè)計了軟件無線電接收機的硬件平臺。該平臺包括射頻部分、中頻處理部分和基帶處理部分。射頻部分由天線和無線接收機組成；中頻部分先將接收機輸出的模擬信號數(shù)字化，然后再通過FPGA實現(xiàn)下變頻；基帶部分主要由DSP和嵌入式系統(tǒng)組成，完成解調(diào)、同步等處理并可以進行一些其他的應用。其中的嵌入式系統(tǒng)的主處理器是基于ARM7-TDMI內(nèi)核的LPC2200芯片，為了實現(xiàn)開發(fā)的方便在此芯片上移植了uC/OS-Ⅱ嵌入式時實內(nèi)核。 軟件無線電接收機是一個很龐大的體系，其中的數(shù)字下變頻器DDC是一個非常關(guān)鍵的組成部分，在這部分中可方便的對接收頻段、濾波器特性等進行編程控制，極大的提高了通信設(shè)備的性能和靈活性，因此本文的重點在于數(shù)字下變頻器的設(shè)計與實現(xiàn)。實現(xiàn)下變頻的方法有很多種，由于FPGA在速度和靈活性上的優(yōu)勢，其應用也越來越廣泛，因此主要采用了居于領(lǐng)導地位的XILINX公司的SPATAN-Ⅱ芯片來實現(xiàn)數(shù)字下變頻的功能。
上傳時間： 2013-04-24
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隨著空間科學任務的增加,需要處理的空間科學數(shù)據(jù)量激增,要求建立一個高速的空間數(shù)據(jù)連接網(wǎng)絡(luò).高速復接器作為空間飛行器星上網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵設(shè)備,其性能對整個空間數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的性能起著重要影響.該文闡述了利用先入先出存儲器FIFO進行異步速率調(diào)整,應用VHDL語言和可編程門陣列FPGA技術(shù),對多個信號源數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)打包、信道選通調(diào)度和多路復接的方法.設(shè)計中,用VHDL語言對高速復接器進行行為級建模,為了驗證這個模型,首先使用軟件進行仿真,通過編寫testbench程序模擬FIFO的動作特點,對程序輸入信號進行仿真,在軟件邏輯仿真取得預期結(jié)果后,繼續(xù)設(shè)計硬件電路,設(shè)計出的實際電路實現(xiàn)了將來自兩個不同速率的信源數(shù)據(jù)(1394總線數(shù)據(jù)和1553B總線數(shù)據(jù))復接成一路符合CCSDS協(xié)議的位流業(yè)務數(shù)據(jù).在實驗調(diào)試中對FPGA的輸出數(shù)據(jù)進行檢驗,同時對設(shè)計方法進行驗證.驗證結(jié)果完全符合設(shè)計目標.應用硬件可編程邏輯芯片F(xiàn)PGA設(shè)計高速復接器,大幅度提高了數(shù)據(jù)的復接速率,可應用于未來的星載高速數(shù)據(jù)系統(tǒng)中,能夠完成在軌系統(tǒng)的數(shù)據(jù)復接任務.
上傳時間： 2013-07-17
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數(shù)字信息在有噪聲的信道中傳輸時，受到噪聲的影響，誤碼總是不可避免的。根據(jù)香農(nóng)信息理論，只要使Es/N0足夠大，就可以達到任意小的誤碼率。采用差錯控制編碼，即信道編碼技術(shù)，可以在一定的Es/N0條件下有效地降低誤碼率。按照對信息元處理方式不同，信道編碼分為分組碼與卷積碼兩類。卷積碼的k0和n0較小，實現(xiàn)最佳譯碼與準最佳譯碼更加容易。卷積碼運用廣泛，被ITU選入第三代移動通信系統(tǒng)，作為包括WCDMA，CDMA2000和TD-SCDMA在內(nèi)的信道編碼的標準方案。 本文研究了CDMA2000業(yè)務通道中的幀結(jié)構(gòu)，對CDMA2000系統(tǒng)中的卷積碼特性及維特比譯碼的性能限進行了分析，并基于MATLAB平臺做了相應的譯碼性能仿真。我們設(shè)計了一種可用于CDMA2000通信系統(tǒng)的通用、高速維特比譯碼器。該譯碼器在設(shè)計上具有以下創(chuàng)新之處：(1)采用通用碼表結(jié)構(gòu)，支持可變碼率；幀控制模塊和頻率控制器模塊的設(shè)計中采用計數(shù)器、定時器等器件實現(xiàn)了可變幀長、可變數(shù)據(jù)速率的數(shù)據(jù)幀處理方式。(2)結(jié)合流水線結(jié)構(gòu)思想，利用四個ACS模塊并行運行，加快數(shù)據(jù)處理速度；在ACS模塊中，將路徑度量值存貯器的存儲結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，防止數(shù)據(jù)讀寫的阻塞，縮短存儲器讀寫時間，使譯碼器的處理速度更快。(3)為了防止路徑度量值和幸存路徑長度的溢出，提出了保護處理策略。我們還將設(shè)計結(jié)果在APEXEP20K30E芯片上進行了硬件實現(xiàn)。該譯碼器芯片具有可變的碼率和幀長處理能力，可以運行于40MHZ系統(tǒng)時鐘下，內(nèi)部最高譯碼速度可達625kbps。本文所提出的維特比譯碼器硬件結(jié)構(gòu)具有很強的通用性和高速性，可以方便地應用于CDMA2000移動通信系統(tǒng)。
上傳時間： 2013-06-24
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本文研制的數(shù)據(jù)采集器，用于采集導彈過載模擬試車臺的各種參數(shù),來評價導彈在飛行過程中的性能，由于試車臺是高速旋轉(zhuǎn)體，其工作環(huán)境惡劣，受電磁干擾大，而且設(shè)備要求高，如果遇到設(shè)備故障或設(shè)備事故，其損失相當巨大，保證設(shè)備的安全性和可靠性較為困難。 本文在分析數(shù)字通信技術(shù)的基礎(chǔ)上，選用了基于現(xiàn)場可編程邏輯陣列(FPGA)采用脈沖編碼調(diào)制(PCM)通信實現(xiàn)多路數(shù)據(jù)采集器的設(shè)計，其優(yōu)點是FPGA技術(shù)在數(shù)據(jù)采集器中可以進行模塊化設(shè)計，增加了系統(tǒng)的抗干擾性、靈活性和適應性，并且可以將整個PCM通信系統(tǒng)設(shè)計成可編程序系統(tǒng)，用戶只要稍加變更程序，則系統(tǒng)的被測路數(shù)、幀結(jié)構(gòu)、碼速率、標度等均可改變以適應任何場合。并且采用合理的糾錯和加密編碼能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)在傳輸工程中的完整性和安全性。 通過對PCM通信的特點研究，研制了一套集采集與傳輸?shù)南到y(tǒng)。文章給出了各個模塊的具體建模與設(shè)計，系統(tǒng)采用的是FPGA技術(shù)來實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和信號處理，采用VHDL實現(xiàn)了數(shù)字復接器和分接器、編解碼器、調(diào)制與解調(diào)模塊的建模與設(shè)計。采用基于NiosII實現(xiàn)串口通訊，構(gòu)建了實時性和準確性通信網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的采集。 測試數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)采集的實驗結(jié)果證明，采用FPGA技術(shù)實現(xiàn)PCM信號的編碼、傳輸、解碼，能夠有較強的抗干擾性、抗噪聲性能好、差錯可控、易加密、易與現(xiàn)代技術(shù)結(jié)合，并且誤碼率較低，要遠遠優(yōu)于傳統(tǒng)的方法。
標簽： FPGA PCM 通信實現(xiàn) 多路
上傳時間： 2013-04-24
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電臺廣播在我們的社會生活中占有重要的地位。隨著我國廣播事業(yè)的發(fā)展，對我國廣播業(yè)開發(fā)技術(shù)、信號的傳輸質(zhì)量和速度提出了更高更新的要求，促使廣播科研人員不斷更新現(xiàn)有技術(shù)，以滿足人民群眾日益增長的需求。 本論文主要分析了現(xiàn)行廣播發(fā)射臺的數(shù)字廣播激勵器輸入接口的不足之處，根據(jù)歐洲ETS300799標準，實現(xiàn)了一種激勵器輸入接口的解決方案，這種方案將復接器送來的ETI(NA,G704)格式的碼流轉(zhuǎn)換成符合ETS300799標準ETI(NI)的標準碼流，并送往后面的信道編碼器。ETI(NA,G704)格式與現(xiàn)行的ETI(NI,G703)格式相比，主要加入了交織和RS糾錯編碼，使得信號抗干擾能力大大加強，提高了節(jié)目從演播室到發(fā)射臺的傳輸質(zhì)量，特別是實時直播節(jié)目要求信號質(zhì)量比較好時具有更大的作用。 本論文利用校驗位為奇數(shù)個的RS碼，對可檢不可糾的錯誤發(fā)出報警信號，通過其它方法替代原有信號，對音質(zhì)影響不大，節(jié)省了糾正這個錯誤的資源和開發(fā)成本。 同時，我們采用FPGA硬件開發(fā)平臺和VHDL硬件描述語言編寫代碼實現(xiàn)硬件功能，而不采用專用芯片實現(xiàn)功能，使得修改電路和升級變得異常方便，大大提高了開發(fā)產(chǎn)品的效率，降低了成本。 經(jīng)過軟件仿真和硬件驗證，本系統(tǒng)已經(jīng)基本實現(xiàn)了預想的功能，擴展性較好，硬件資源開銷較小，具有實用價值。
上傳時間： 2013-07-15
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本課題對DQPSK調(diào)制解調(diào)技術(shù)的FPGA實現(xiàn)進行了比較全面的研究，利用DQPSK調(diào)制技術(shù)實現(xiàn)了碼速200Kbps的調(diào)制器。調(diào)制載頻3.2MHz、帶寬180KHz、帶外抑制大于45dB，調(diào)制器設(shè)計達到預定要求。解調(diào)器硬件完成，軟件未全部實現(xiàn)，但完成了CIC濾波器、載波跟蹤環(huán)、位定時同步、并串轉(zhuǎn)換等幾個關(guān)鍵模塊的設(shè)計。對解調(diào)器做了實驗測試，驗證了相關(guān)模塊設(shè)計的正確性，解調(diào)器中重要的載波同步功能已能實現(xiàn)。 在本文中，主要介紹了DQPSK調(diào)制解調(diào)技術(shù)的FPGA實現(xiàn)。著重對差分編解碼、成形濾波器、Costas載波跟蹤環(huán)以及CIC濾波器進行了詳細敘述，對硬件設(shè)計則做了簡要的說明，給出了主要電路圖和實物圖。 在重要設(shè)計環(huán)節(jié)上，文中進行了比較細致的Matlab仿真及System View仿真，并給出了相關(guān)分析與說明。最后，采用VHDL 硬件描述語言對系統(tǒng)進行了設(shè)計與實現(xiàn)。文中對位定時同步以及CIC濾波器的可變速設(shè)計做了創(chuàng)新與改進。
標簽： DQPSK FPGA 調(diào)制解調(diào)器
上傳時間： 2013-05-22
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