隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步,人們?cè)絹碓叫枰憬莸慕煌üぞ撸瑥亩龠M(jìn)了汽車工業(yè)的發(fā)展,同時(shí)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)檢測(cè)維修等相關(guān)行業(yè)也發(fā)展起來。在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)檢測(cè)維修中,發(fā)動(dòng)機(jī)電腦(Electronic Control.Unit-ECU)檢測(cè)維修是其中最關(guān)鍵的部分。發(fā)動(dòng)機(jī)電腦根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸或凸輪軸傳感器信號(hào)控制發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油、點(diǎn)火和排氣。所以,維修發(fā)動(dòng)機(jī)電腦時(shí),必須對(duì)其施加正確的信號(hào)。目前,許多發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸和凸輪軸傳感器信號(hào)已不再是正弦波和方波等傳統(tǒng)信號(hào),而是多種復(fù)雜波形信號(hào)。為了能夠提供這種信號(hào),本文研究并設(shè)計(jì)了一種能夠產(chǎn)生復(fù)雜波形的低成本任意波形發(fā)生器(Arbitrary Waveform Generator-AWG)。 本文提出的任意波形發(fā)生器依據(jù)直接數(shù)字頻率合成(Direct Digial FrequencySynthesis-DDFS)原理,采用自行設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)的方案實(shí)現(xiàn)頻率合成,擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)波形的量化幅值(波形數(shù)據(jù)),在微控制單元(MCU)的控制與協(xié)調(diào)下輸出頻率和相位均可調(diào)的信號(hào)。 任意波形發(fā)生器主要由用戶控制界面、DDFS模塊、放大及濾波、微控制器系統(tǒng)和電源模塊五部分組成。在設(shè)計(jì)中采用FPGA芯片EPF10K10QC208-4實(shí)現(xiàn)DDFS的硬件算法。波形調(diào)整及濾波由兩級(jí)放大電路來完成:第一級(jí)對(duì)D/A輸出信號(hào)進(jìn)行調(diào)整;第二級(jí)完成信號(hào)濾波及信號(hào)幅值和偏移量的調(diào)節(jié)。電源模塊利用三端集成穩(wěn)壓器進(jìn)行電壓值變換,利用極性轉(zhuǎn)換芯片ICL7660實(shí)現(xiàn)正負(fù)極性轉(zhuǎn)換。 該任意波形發(fā)生器與通用模擬信號(hào)源相比具有:輸出頻率誤差小,分辨率高,可產(chǎn)生任意波形,成本低,體積小,使用方便,工作穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),十分適合汽車維修行業(yè)使用,具有較好的市場(chǎng)前景。
標(biāo)簽: FPGA 任意波形發(fā)生器
上傳時(shí)間: 2013-05-28
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74HC595串入并出芯片應(yīng)用74HC595串入并出芯片應(yīng)用
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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如今電力電子電路的控制旨在實(shí)現(xiàn)高頻開關(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)可編程門陣列器件(Field Programmable Gate Arrays)是近年來嶄露頭角的一類新型集成電路,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)可編程門陣列(FPGA)器件實(shí)現(xiàn)數(shù)字化變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。該系統(tǒng)能產(chǎn)生三相六路正弦脈寬調(diào)制(SPWM)波形;調(diào)制頻率范圍為0~4KHZ,分7級(jí)控制;16位的速度控制分辨率;載波頻率分8級(jí)控制,最高可達(dá)24KHZ;系統(tǒng)接口兼容Intel系列和Motorola系列單片機(jī);該系統(tǒng)控制簡(jiǎn)單、精確,易修改,可現(xiàn)場(chǎng)編程;同時(shí)具有脈沖延時(shí)小、最小脈沖刪除、過壓和過流保護(hù)功能等特點(diǎn),可應(yīng)用于PWM變頻調(diào)速系統(tǒng)的全數(shù)字化控制。文中對(duì)方案的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)的論述,主要包括系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理論分析,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及在FPGA硬件上的實(shí)現(xiàn),最終驗(yàn)證了該控制系統(tǒng)的可行性和有效性。 數(shù)字化設(shè)計(jì)是本系統(tǒng)的特點(diǎn),系統(tǒng)最終生成的三相SPWM脈沖是基于三相正弦調(diào)制波和三角載波比較得到的。設(shè)計(jì)時(shí),充分結(jié)合FPGA器件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),利用一種改進(jìn)結(jié)構(gòu)的數(shù)字控制振蕩器(NCO)來產(chǎn)生正弦波樣本,在一定程度上解決了傳統(tǒng)NCO產(chǎn)生正弦波的精度和頻率相互制約的問題;把分時(shí)復(fù)用數(shù)字通信原理結(jié)合到系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)出分時(shí)運(yùn)算電路,使得系統(tǒng)在同步時(shí)鐘下,生成三相正弦調(diào)制波而不影響系統(tǒng)的速度,同三角載波邏輯比較后,最終得到三相SPWM脈沖序列。
標(biāo)簽: FPGA 變頻調(diào)速控制 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間: 2013-07-05
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軟件無線電作為一種新的無線通信概念和體制,近年來隨著3G標(biāo)準(zhǔn)的提出,日益受到國內(nèi)外相關(guān)通信廠商的重視。尤其是基于軟件無線電和智能天線技術(shù)的TD-SCDMA作為通信史上第一個(gè)“中國標(biāo)準(zhǔn)”,有望扭轉(zhuǎn)多年來我國移動(dòng)通信制造業(yè)的被動(dòng)局面,是實(shí)現(xiàn)信息產(chǎn)業(yè)騰飛的一個(gè)絕好機(jī)會(huì)。軟件無線電使得通信體制具有很好的通用性、靈活性和可配置性,并使系統(tǒng)互聯(lián)和升級(jí)變得容易。本文以軟件無線電中的FIR濾波器為線索,貫穿了信號(hào)重構(gòu)、多抽樣率信號(hào)處理、積分梳狀濾波器等理論分析,重點(diǎn)闡釋了FIR濾波器的設(shè)計(jì)方法及濾波器的FPGA實(shí)現(xiàn)等技術(shù)問題。 本文首先針對(duì)軟件無線電中的多抽樣率信號(hào)處理理論進(jìn)行了討論和分析。討論了軟件無線電中如何實(shí)現(xiàn)整數(shù)倍抽取、整數(shù)倍內(nèi)插、分?jǐn)?shù)倍抽樣率變換,并分析了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的等效變換、多相濾波及積分梳狀濾波器的設(shè)計(jì)理論。 緊接著重點(diǎn)闡述了軟件無線電中FIR濾波器的設(shè)計(jì)理論,包括窗函數(shù)法、頻率抽樣法及等紋波法。分析了各種設(shè)計(jì)方法所能達(dá)到的性能指標(biāo)及優(yōu)缺點(diǎn),并結(jié)合工程實(shí)例給出了相關(guān)的Matlab程序。并對(duì)FIR濾波器結(jié)構(gòu)的選擇及系數(shù)字長(zhǎng)的確定等問題進(jìn)行了分析。此外,也介紹了在Matlab進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)時(shí)一些常用函數(shù)和命令的用法。 本文選用FPGA來實(shí)現(xiàn)中頻軟件無線電,F(xiàn)PGA與參數(shù)化ASIC、DSP比較有很多優(yōu)勢(shì),它不但在功耗、體積、成本方面優(yōu)于參數(shù)化ASIC、DSP,而且處理效率高、現(xiàn)場(chǎng)可編程性能良好。不同于DSP的單流處理方式,F(xiàn)PGA是多流并行處理,這種處理方式使FPGA能完成DSP難以實(shí)現(xiàn)的許多功能。在簡(jiǎn)單介紹了FPGA的一般原理,以及FPGA設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)和在信號(hào)處理中的設(shè)計(jì)原則以后,重點(diǎn)介紹了FIR濾波器的FPGA實(shí)現(xiàn)方法。提出了分布式算法、加法器網(wǎng)絡(luò)法以及分段FIFO等實(shí)現(xiàn)方法。最后,提出了一種QuartusII與MATLAB聯(lián)合仿真的方法。此方法能夠直觀的檢驗(yàn)濾波器的濾波效果,提高設(shè)計(jì)效率。并結(jié)合工程實(shí)例詳盡的介紹了FIR濾波器的設(shè)計(jì)開發(fā)流程。
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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計(jì)的PFM 控制模式的開關(guān)型DC/DC 升壓恒流芯片,通過外接電阻可使輸出電流值恒定在0mA~500mA。
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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設(shè)計(jì)了一種適合于H.264 的變字長(zhǎng)解碼器根據(jù)碼流特點(diǎn)進(jìn)行模塊劃分減少硬件開銷采用并行結(jié)構(gòu)解NAL 包解碼效率高采用了桶形移位器進(jìn)行并行解碼每個(gè)時(shí)鐘解一個(gè)碼字采用Verilog 語言進(jìn)行設(shè)計(jì)仿真并通過
上傳時(shí)間: 2013-07-15
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描述了將Linu移植到基于$3C2410處理器目標(biāo)板上的方法與過程。介紹了目標(biāo)平臺(tái)和Lin并說明了如何搭建移植環(huán)境,著重介紹了Bootlaoder的架構(gòu)和功能以及unu內(nèi)核的移植。結(jié)果證明該方
上傳時(shí)間: 2013-06-19
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本文以數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)為應(yīng)用背景,圍繞基于FPGA的ⅡR數(shù)字濾波器的實(shí)現(xiàn)技術(shù)展開了研究。 首先以ⅡR數(shù)字濾波器的優(yōu)化設(shè)計(jì)基本理論為依據(jù),研究了在頻域上的最小均方誤差設(shè)計(jì)法和在時(shí)域上的最小平方誤差設(shè)計(jì)法。以四階和六階兩個(gè)ⅡR低通數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)為例,利用Matlab軟件進(jìn)行輔助設(shè)計(jì),探討了濾波器的設(shè)計(jì)過程。 然后著重研究了FPGA的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)流程,在設(shè)計(jì)中采用了層次化、模塊化的設(shè)計(jì)思想,將整個(gè)濾波器劃分為多個(gè)功能模塊,利用VHDL語言編程和原理圖兩種設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行了ⅡR濾波器的各個(gè)功能模塊的設(shè)計(jì),采用EPlCl2Q240器件實(shí)現(xiàn)了基于FPGA的二個(gè)二階節(jié)級(jí)聯(lián)型結(jié)構(gòu)的四階ⅡR低通數(shù)字濾波器,并類推了設(shè)計(jì)六階ⅡR低通數(shù)字濾波器。最后用QuartusⅡ4.0軟件進(jìn)行了綜合與仿真,用MATLAB7.0軟件對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行了分析,最終在GW48-PK2開發(fā)系統(tǒng)中進(jìn)行了硬件電路驗(yàn)證,得出了實(shí)際濾波效果測(cè)試波形,驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)濾波器的正確性。 本設(shè)計(jì)對(duì)于用二階節(jié)級(jí)聯(lián)型結(jié)構(gòu)構(gòu)成的ⅡR數(shù)字濾波器硬件電路具有通用性,通過改變二階節(jié)級(jí)聯(lián)型結(jié)構(gòu)的數(shù)量,可以構(gòu)成任意偶數(shù)階的濾波器;同時(shí),通過上模型中系數(shù)的變換,也可以構(gòu)成相應(yīng)階數(shù)的高通、帶通、帶阻等濾波器。
標(biāo)簽: FPGA 數(shù)字濾波器
上傳時(shí)間: 2013-06-20
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自適應(yīng)濾波器是統(tǒng)計(jì)信號(hào)處理的一個(gè)重要組成部分。在實(shí)際應(yīng)用中,由于沒有充足的信息來設(shè)計(jì)固定系數(shù)的數(shù)字濾波器,或者設(shè)計(jì)規(guī)則會(huì)在濾波器正常運(yùn)行時(shí)改變,因此我們需要研究自適應(yīng)濾波器。凡是需要處理未知統(tǒng)計(jì)環(huán)境下運(yùn)算結(jié)果所產(chǎn)生的信號(hào)或需要處理非平穩(wěn)信號(hào)時(shí),自適應(yīng)濾波器可以提供一種吸引人的解決方法,而且其性能通常遠(yuǎn)優(yōu)于用常規(guī)方法設(shè)計(jì)的固定濾波器。此外,自適應(yīng)濾波器還能提供非自適應(yīng)方法所不可能提供的新的信號(hào)處理能力。 本論文從自適應(yīng)濾波器研究的重要意義入手,介紹了線性自適應(yīng)濾波器的基本原理、算法及設(shè)計(jì)方法,對(duì)幾種基于最小均方誤差準(zhǔn)則或最小平方誤差準(zhǔn)則的自適應(yīng)濾波器算法進(jìn)行研究,最終基于一改近的LMS算法設(shè)計(jì)復(fù)數(shù)自適應(yīng)濾波器,并以VHDL語言編寫在maxplus平臺(tái)上進(jìn)行仿真測(cè)試。
標(biāo)簽: FPGA 自適應(yīng)濾波器
上傳時(shí)間: 2013-07-11
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建立在數(shù)據(jù)率轉(zhuǎn)換技術(shù)之上的寬帶數(shù)字偵察接收機(jī)要求能夠?qū)崿F(xiàn)高截獲概率、高靈敏度、近乎實(shí)時(shí)的信號(hào)處理能力。雙信號(hào)數(shù)據(jù)率轉(zhuǎn)換技術(shù)是寬帶數(shù)字偵察接收機(jī)關(guān)鍵技術(shù)之一,是解決寬帶數(shù)字接收機(jī)中前端高速ADC采樣的高速數(shù)據(jù)流與后端DSP處理速度之間瓶頸問題的可行方案。測(cè)頻技術(shù)以及帶通濾波,即寬帶數(shù)字下變頻技術(shù),是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。本文首先介紹了寬帶數(shù)字偵察接收關(guān)鍵技術(shù)之一的數(shù)據(jù)率轉(zhuǎn)換技術(shù),著重研究了快速、高精度雙信號(hào)測(cè)頻算法以及實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)。論文主要工作如下: (1)分析了現(xiàn)代電子偵察環(huán)境下的信號(hào)特征,指出寬帶數(shù)字接收機(jī)必須滿足寬監(jiān)視帶寬、流水作業(yè)以及近實(shí)時(shí)的響應(yīng)時(shí)間。給出了一種頻率引導(dǎo)式的數(shù)字接收機(jī)方案,簡(jiǎn)要介紹這種接收機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)——快速、高精度頻率估計(jì)以及高效的數(shù)據(jù)率轉(zhuǎn)換。 (2)介紹了FFT技術(shù)在測(cè)頻算法中的應(yīng)用,比較了FFT專用芯片及其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),指出為了滿足實(shí)時(shí)處理要求,必須選用FPGA設(shè)計(jì)FFT模塊。 (3)在分析常規(guī)的插值算法基礎(chǔ)上,提出了一種單信號(hào)的快速插值頻率估計(jì)方法,只需三個(gè)FFT變換系數(shù)的實(shí)部構(gòu)造頻率修正項(xiàng),計(jì)算量低。該方法具有精度高、測(cè)頻速率快的特點(diǎn)。 (4)基于DFT理論和自相關(guān)理論,提出了結(jié)合FFT和自相關(guān)的雙信號(hào)頻率估計(jì)算法。該方法先用DFT估計(jì)其中一個(gè)信號(hào)的頻率和幅度,以此頻率對(duì)信號(hào)解調(diào)并對(duì)消該頻率成分,最后利用自相關(guān)理論估計(jì)出另一個(gè)信號(hào)的頻率。 (5)基于DFT理論和FFT技術(shù),研究了信號(hào)平方與FFT結(jié)合的雙信號(hào)頻率估計(jì)算法。根據(jù)信號(hào)中兩頻率分量的幅度比,只需一次一維平方信號(hào)譜峰搜索,就可以得到雙信號(hào)的和頻與差頻分量的估計(jì)值,并利用插值技術(shù)提高測(cè)頻精度。該算法能夠精確地估計(jì)頻率間隔小的雙信號(hào)頻率,且容易地?cái)U(kuò)展到復(fù)信號(hào),F(xiàn)PGA硬件實(shí)現(xiàn)容易。 (6)基于現(xiàn)代譜分析理論,研究了基于AR(2)模型的雙信號(hào)頻率估計(jì)算法。方法在利用AR(2)模型系數(shù)估計(jì)雙正弦信號(hào)頻率之和的同時(shí),利用FFT快速測(cè)頻算法估計(jì)其中強(qiáng)信號(hào)分量的頻率值。算法仿真驗(yàn)證和性能分析表明了提出的算法能快速高精度地估計(jì)雙信號(hào)頻率。 (7)給出了基于頻譜重心算法的雷達(dá)雙信號(hào)頻率估計(jì)的FPGA硬件實(shí)現(xiàn)架構(gòu),并進(jìn)行了時(shí)序仿真。 (8)討論了雙信號(hào)帶寬匹配接收系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)方案,給出了快速測(cè)頻及帶寬估計(jì)模塊設(shè)計(jì)。
上傳時(shí)間: 2013-06-02
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