fft算法，學(xué)習(xí)數(shù)字信號(hào)的基本也是最重要的算法，用于各種控制領(lǐng)域的最基本算法
標(biāo)簽： 傅里葉變換
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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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(超高速硬件描述語言)語言作為系統(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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雙基地合成孔徑雷達(dá)(簡(jiǎn)稱雙基地SAR或Bistatic SAR)是一種新的成像雷達(dá)，也是當(dāng)今SAR技術(shù)的一個(gè)發(fā)展方向，在軍用及民用領(lǐng)域都具有良好的應(yīng)用前景，近年來成為研究的熱點(diǎn)。本文則側(cè)重于研究雙基地SAR的距離一多普勒(R-D)成像算法的實(shí)現(xiàn)。 在雙基地SAR系統(tǒng)及成像算法的研究方面，推導(dǎo)了雙基地SAR的系統(tǒng)分辨特性及雷達(dá)方程，分析了主要系統(tǒng)參數(shù)之間的約束關(guān)系。針對(duì)正側(cè)視機(jī)載雙基地SAR系統(tǒng)，本文對(duì)距離一多普勒算法進(jìn)行了推廣。最后得到點(diǎn)目標(biāo)的仿真結(jié)果。 在成像算法的FPGA實(shí)現(xiàn)上，在System Generator環(huán)境下對(duì)算法進(jìn)行定點(diǎn)仿真。完成距離一多普勒成像算法的硬件實(shí)現(xiàn)，其中包括了FFT快速傅立葉變換、硬件乘法器、：Rocket I/O接口設(shè)計(jì)、DCM數(shù)字時(shí)鐘管理等主要部分。針對(duì)硬件實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)，對(duì)算法的部分運(yùn)算進(jìn)行了簡(jiǎn)化。 為了對(duì)算法實(shí)現(xiàn)進(jìn)行驗(yàn)證，設(shè)計(jì)開發(fā)了該算法的硬件測(cè)試平臺(tái)。主要基于ML310評(píng)估板上XC2VP30芯片中嵌入的Power PC 405，完成其硬件部分的設(shè)計(jì)，主要包括了Aurora協(xié)議接口、RS-232串行接口、DDR RAM接口以及其它如中斷、時(shí)鐘等部分。
上傳時(shí)間： 2013-07-26
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DFT(離散傅立葉變換)作為將信號(hào)從時(shí)域轉(zhuǎn)換到頻域的基本運(yùn)算,在各種數(shù)字信號(hào)處理中起著核心作用
標(biāo)簽： FPGA FFT 擴(kuò)展 處理器
上傳時(shí)間： 2013-08-04
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傅里葉變換是信號(hào)處理領(lǐng)域中較完善、應(yīng)用較廣泛的一種分析手段.但傅里葉變換只是一種時(shí)域或頻域的分析方法,它要求信號(hào)具有統(tǒng)計(jì)平穩(wěn),即時(shí)不變的特性.但是實(shí)際應(yīng)用中存在很多非平穩(wěn)信號(hào),它們并不能很好的用傅立葉變換來處理.小波變換的出現(xiàn)解決了這個(gè)問題,它在處理非平穩(wěn)信號(hào)方面具有傅立葉變換無法比擬的優(yōu)越性.小波變換在通信技術(shù)、信號(hào)處理、地球物理、水利電力、醫(yī)療等領(lǐng)域中獲得了日益廣泛的應(yīng)用.小波變換的研究成為了當(dāng)今學(xué)術(shù)界的一個(gè)熱點(diǎn).隨著現(xiàn)代數(shù)字信號(hào)處理朝著高速實(shí)時(shí)的方向發(fā)展,純軟件的程序式信號(hào)處理方法越來越不能滿足實(shí)際應(yīng)用的需求,因此人們希望用硬件電路來實(shí)現(xiàn)高速信號(hào)處理問題.基于以上原因,該文在研究了小波變換的基本理論和特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)研究了小波變換的VLSI電路構(gòu)架,并用FPGA實(shí)現(xiàn)了它的功能.毫無疑問,該文所做的具體工作在理論和實(shí)踐上都有參考價(jià)值.論文中,在簡(jiǎn)單介紹了小波變換的基本理論、特點(diǎn)和應(yīng)用;對(duì)信號(hào)小波變換分解,重構(gòu)的MATLAB算法進(jìn)行了分析,為硬件實(shí)現(xiàn)奠定了理論基礎(chǔ).論文在研究了小波核心算法MALLAT算法的基礎(chǔ)上,以直觀的圖形方式描述了算法的流程圖;并由此提出了基于VLSI的電路模塊架構(gòu).根據(jù)上述模塊結(jié)構(gòu),對(duì)相關(guān)模塊進(jìn)行了硬件描述語言(VERILOG-HDL)的建模,并且在仿真平臺(tái)上(ACTIVE-HDL)進(jìn)行了仿真.在仿真正確的前提下,該文選用了EP20K100BC356-1V芯片作為目標(biāo)器件進(jìn)行了綜合和后仿真,并且將仿真結(jié)果通過MATLAB與理論參數(shù)進(jìn)行了比較,結(jié)果表明設(shè)計(jì)是正確的.對(duì)設(shè)計(jì)中存在的誤差和部分模塊的進(jìn)一步優(yōu)化,該文也作了分析和說明,為下一步實(shí)現(xiàn)通用IP核設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ).
上傳時(shí)間： 2013-06-27
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語音識(shí)別技術(shù)是信息技術(shù)領(lǐng)域的重要發(fā)展方向之一,小詞匯量非特定人孤立詞語音識(shí)別是語音識(shí)別領(lǐng)域中一個(gè)具有廣泛應(yīng)用背景的分支,在家電遙控、智能玩具、人機(jī)交互等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用價(jià)值.語音識(shí)別芯片從20世紀(jì)90年代開始出現(xiàn),目前的語音識(shí)別芯片都是以DSP為核心集成的語音識(shí)別系統(tǒng),算法主要通過軟件實(shí)現(xiàn),為了提高速度和降低成本,下一代語音識(shí)別芯片將設(shè)計(jì)成軟硬件協(xié)同實(shí)現(xiàn),本文的目的是使用全硬件方法實(shí)現(xiàn)語音識(shí)別算法,為軟硬件協(xié)同實(shí)現(xiàn)的方案提供參考.本論文主要完成了以下工作:(1)在選定的FPGA平臺(tái)上,完成了整個(gè)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì).(2)對(duì)于硬件中難于實(shí)現(xiàn)而且占用較多資源的乘法器、求對(duì)數(shù)、求平方根以及快速傅立葉變換等關(guān)鍵模塊,本文都根據(jù)電路的具體特點(diǎn),給出了巧妙的實(shí)現(xiàn)方案,完成了算法需要的功能.(3)設(shè)計(jì)中使用了模塊復(fù)用和流水線技術(shù).(4)根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)果,給出了各個(gè)模塊占用的硬件資源和運(yùn)行速度.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文所設(shè)計(jì)的硬件系統(tǒng)能夠正常工作,在速度和面積方面都達(dá)到了設(shè)計(jì)要求.
上傳時(shí)間： 2013-06-12
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隨著科技的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，數(shù)字電視已逐漸成為現(xiàn)代電視的主流。利用今年是奧運(yùn)年的契機(jī)，研究和推廣數(shù)字電視廣播具有重大的意義。2006年8月底我國(guó)出臺(tái)的數(shù)字多媒體/電視廣播(DMB-T)標(biāo)準(zhǔn)，確立了中國(guó)自己的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。以此來發(fā)展擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的數(shù)字電視事業(yè)，不僅可以滿足廣大人民群眾日益增長(zhǎng)的物質(zhì)、文化要求，還可以帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。 本課題在深入研究DMB-T國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，首先對(duì)系統(tǒng)的調(diào)制系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)規(guī)劃，然后對(duì)信道調(diào)制的星座映射、系統(tǒng)信息插入、幀體數(shù)據(jù)處理、PN序列插入的幀形成模塊和成形濾波模塊進(jìn)行了設(shè)計(jì)和仿真，并驗(yàn)證了其正確性。 3780個(gè)子載波的時(shí)域同步正交多載波技術(shù)(TDS-OFDM)是DMB-T調(diào)制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。由于載波數(shù)不是2的整數(shù)次冪，考慮到實(shí)現(xiàn)的有效性，不能采用現(xiàn)已成熟的基-2或基-4的快速傅立葉變換(FFT)算法。針對(duì)調(diào)制系統(tǒng)中特有的3780點(diǎn)IFFT，課題深入分析和比較了Cooley-Tukey、Winograd和素因子三種離散快速傅立葉變換算法的特點(diǎn)和性能，綜合利用了三種算法優(yōu)勢(shì)，考慮了算法的復(fù)雜度、運(yùn)算的速度、資源的消耗，設(shè)計(jì)出一種新的算法，進(jìn)行了Matlab驗(yàn)證和基于FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)的仿真。分析表明，該算法所需的加法、乘法次數(shù)已很逼近4096點(diǎn)FFT算法。 DMB-T發(fā)射端的基帶成形濾波采用了平方根升余弦滾降濾波，由于其0.05的滾降系數(shù)在實(shí)現(xiàn)中比較苛刻，所以是設(shè)計(jì)的難點(diǎn)之一。本課題利用Matlab工具采用了等紋波最優(yōu)濾波的方法設(shè)計(jì)了169階數(shù)字濾波器，其阻帶衰減達(dá)到了46.9dB，完全符合標(biāo)準(zhǔn)的要求；利用四倍插值的方法實(shí)現(xiàn)了I、Q合路的該濾波器的FPGA設(shè)計(jì)，并進(jìn)行了設(shè)計(jì)優(yōu)化，顯著降低了濾波器的運(yùn)算量，大大節(jié)約了實(shí)現(xiàn)該濾波器所需的乘法器資源。
標(biāo)簽： FPGA DMBT 信道 調(diào)制
上傳時(shí)間： 2013-06-28
上傳用戶：camelcamel690
隨著現(xiàn)代工業(yè)的高速發(fā)展，電力系統(tǒng)的非線性負(fù)荷日益增多，嚴(yán)重地污染了電網(wǎng)的環(huán)境，威脅著電網(wǎng)中的各種電氣設(shè)備的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，不論從保證電力系統(tǒng)和供電系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行或是從保證設(shè)備和人身的安全來看，對(duì)諧波污染造成的危害影響加以經(jīng)常監(jiān)測(cè)和限制都是極為迫切的。諧波測(cè)量是諧波治理的重要前提條件，也是分析解決諧波治理問題的基本問題。國(guó)內(nèi)外已有各種諧波檢測(cè)的研究，形成了多種諧波檢測(cè)方法，基于快速傅立葉變化的FFT是當(dāng)前諧波檢測(cè)中應(yīng)用最為廣泛的一種諧波檢測(cè)方法。特別是經(jīng)過技術(shù)補(bǔ)償后的FFT算法，在諧波檢測(cè)中具有更好的性能。但該方法在實(shí)現(xiàn)上主要是采用通用DSP器件(比如TI公司產(chǎn)品)，其實(shí)時(shí)性不強(qiáng)，影響了檢測(cè)性能。隨著微電子技術(shù)和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展，基于FPGA的數(shù)字信號(hào)處理具有高速、開發(fā)簡(jiǎn)便、易于形成ASIC等優(yōu)勢(shì)而得到了廣泛的應(yīng)用。論文在分析諧波測(cè)量方法的基礎(chǔ)上，提出了基于FPGA實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)諧波測(cè)量系統(tǒng)。以嵌入式處理器NiosⅡ?yàn)楹诵模瑢?shí)現(xiàn)了電網(wǎng)諧波分析的周期圖功率譜分析方法。在整個(gè)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，主要完成了基-28點(diǎn)、16點(diǎn)、32的FFT模塊、完成了求模運(yùn)算模塊以及輸出顯示模塊。通過比較仿真得到的方波、正弦信號(hào)的譜結(jié)構(gòu)與實(shí)際系統(tǒng)輸出的譜結(jié)構(gòu)，驗(yàn)證了該實(shí)現(xiàn)方法的正確性。
上傳時(shí)間： 2013-06-30
上傳用戶：無聊來刷下
正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)是一種多載波數(shù)字調(diào)制技術(shù)，具有頻譜利用率高、抗多徑干擾能力強(qiáng)、成本低等特點(diǎn)，適合無線通信的高速化、寬帶化及移動(dòng)化的需求，將成為下一代無線通信系統(tǒng)(4G)的核心調(diào)制傳輸技術(shù)。 本文首先描述了OFDM技術(shù)的基本原理。對(duì)OFDM的調(diào)制解調(diào)以及其中涉及的特性和關(guān)鍵技術(shù)等做了理論上的分析，指出了OFDM區(qū)別于其他調(diào)制技術(shù)的巨大優(yōu)勢(shì)；然后針對(duì)OFDM中的信道估計(jì)技術(shù)，深入分析了基于FFT級(jí)聯(lián)的信道估計(jì)理論和基于聯(lián)合最大似然函數(shù)的半盲分組估計(jì)理論，在此基礎(chǔ)上詳細(xì)研究描述了用于OFDM系統(tǒng)的迭代的最大似然估計(jì)算法，并利用Matlab做了相應(yīng)的仿真比較，驗(yàn)證了它們的有效性。 而后，在Matlab中應(yīng)用Simulink工具構(gòu)建OFDM系統(tǒng)仿真平臺(tái)。在此平臺(tái)上，對(duì)OFDM系統(tǒng)在多徑衰落、高斯白噪聲等多種不同的模型參數(shù)下進(jìn)行了仿真，并給出了數(shù)據(jù)曲線，通過分析結(jié)果可正確評(píng)價(jià)OFDM系統(tǒng)在多個(gè)方面的性能。 在綜合了OFDM的系統(tǒng)架構(gòu)和仿真分析之后，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于FPGA的OFDM調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)。首先根據(jù)802.16協(xié)議和OFDM系統(tǒng)的具體要求，設(shè)定了合理的參數(shù)；然后從調(diào)制器和解調(diào)器的具體組成模塊入手，對(duì)串/并轉(zhuǎn)換，QPSK映射，過采樣處理，插入導(dǎo)頻，添加循環(huán)前綴，IFFT/FFT，幀同步檢測(cè)等各個(gè)模塊進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)，詳細(xì)介紹了各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)過程，并給出了相應(yīng)的仿真波形和參數(shù)說明。其中，針對(duì)定點(diǎn)運(yùn)算的局限性，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)并自定義了24位的浮點(diǎn)運(yùn)算格式，參與傅立葉反變換和傅立葉變換的運(yùn)算，在系統(tǒng)參數(shù)允許的范圍內(nèi)，充分利用了有限資源，提高了系統(tǒng)運(yùn)算精度；然后重點(diǎn)描述了基于FPGA的快速傅立葉變換算法的改進(jìn)、優(yōu)化和設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，針對(duì)原始快速傅立葉變換FPGA實(shí)現(xiàn)算法運(yùn)算空閑時(shí)間過多，資源占用較大的問題，提出了帶有流水作業(yè)功能、資源占用較少的快速傅立葉變換優(yōu)化算法設(shè)計(jì)方案，使之運(yùn)用于OFDM基帶處理系統(tǒng)當(dāng)中并加以實(shí)現(xiàn)，結(jié)果滿足系統(tǒng)參數(shù)的需求。最后以理論分析為依據(jù)，對(duì)整個(gè)OFDM的基帶處理系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)調(diào)試與性能分析，證明了設(shè)計(jì)的可行性。 綜上所述，本文完成了一個(gè)基于FPGA的OFDM基帶處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、仿真和實(shí)現(xiàn)。本設(shè)計(jì)為OFDM通信系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)提供了大量有用的數(shù)據(jù)。
標(biāo)簽： FPGA OFDM 調(diào)制解調(diào)器
上傳時(shí)間： 2013-04-24
上傳用戶：vaidya1bond007b1
隨著技術(shù)的飛速發(fā)展，電力電子裝置如變頻設(shè)備、變流設(shè)備等容量日益擴(kuò)大，數(shù)量日益增多。由于非線性器件的廣泛使用，使得電網(wǎng)中的諧波污染日益嚴(yán)重，給電力系統(tǒng)和各類用電設(shè)備帶來危害，輕則增加能耗，縮短設(shè)備使用壽命，重則造成用電事故，影響安全生產(chǎn)，電力諧波已經(jīng)成為電力系統(tǒng)的公害。除了傳統(tǒng)的濾波方法，例如，無源濾波、改變系統(tǒng)的拓補(bǔ)結(jié)構(gòu)來抑制諧波外，人們已廣泛應(yīng)用有源濾波器(APF)來消除注入電網(wǎng)的諧波，而實(shí)現(xiàn)有源濾波策略的前提就是能夠?qū)崟r(shí)、精確地檢測(cè)出諧波電流。諧波檢測(cè)是諧波研究中的一個(gè)重要的分支，是解決其他相關(guān)諧波問題的基礎(chǔ)，因此進(jìn)行諧波檢測(cè)的研究具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。設(shè)計(jì)一種精度高、實(shí)時(shí)性好且適用范圍寬的諧波電流檢測(cè)方法是國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者致力研究的目標(biāo)。 本文主要從諧波檢測(cè)理論和實(shí)現(xiàn)方法上探討了高精度、高實(shí)時(shí)性諧波檢測(cè)數(shù)字系統(tǒng)的相關(guān)問題。論文中闡述了電力系統(tǒng)諧波的相關(guān)概念和產(chǎn)生原理，并分析了電力諧波的特點(diǎn)，對(duì)國(guó)內(nèi)外各種諧波檢測(cè)方法進(jìn)行了分析和研究。在檢測(cè)理論上，本文采用FFT理論來計(jì)算諧波含量，研究了Radix-2 FFT在諧波檢測(cè)中的應(yīng)用，綜述了可編程元器件的發(fā)展過程、工藝發(fā)展及目前的應(yīng)用情況，并介紹了一種主流硬件描述語言VHDL。最后以FPGA芯片XC2S200為硬件平臺(tái)，以ISE6.0為軟件平臺(tái)，利用VHDL語言描述的方式實(shí)現(xiàn)了512點(diǎn)16Bit的快速傅立葉變換系統(tǒng)，并進(jìn)行了仿真、綜合等工作。仿真結(jié)果表明其計(jì)算結(jié)果達(dá)到了一定的精度，運(yùn)行速度可以滿足一般實(shí)時(shí)信號(hào)處理的要求。
標(biāo)簽： FPGA 電力系統(tǒng) 檢測(cè)方法 諧波
上傳時(shí)間： 2013-06-02
上傳用戶：moshushi0009
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