可編程控制器PLC以抗擾性強、可靠性高和編程靈活等特點在工業上得到廣泛應用,為了優化PLC系統設計,介紹一種基于MCS.51單片機的PLC仿真器,并給出了硬、軟件設計與實現方法。編程設計主要包括監控主
上傳時間: 2013-07-07
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本文針對工業測試現場中方波頻率信號的高頻噪聲污染問題,選用LabVIEW 中提供的脈寬濾波、數據采集等功能模塊組建了虛擬計數濾波器,設計并實現了一種可靠、便捷的方波頻率信號的數字濾波。工程實踐
上傳時間: 2013-04-24
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本文介紹了從人體采集到的脈搏波信號,由于脈搏波信號信噪比比較低,給后續參數的準確測量帶來了困難,所以對于噪聲干擾的去除是非常重要而必須的。其中脈搏波信號中常見的噪聲有工頻干擾、基線漂移、肢體抖
上傳時間: 2013-07-23
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現代通信系統對帶寬和數據速率的要求越來越高,超寬帶(ultra-wideband,UWB)通信以其傳輸速率高、空間容量大、成本低、功耗低的優點,成為解決企業、家庭、公共場所等高速因特網接入的需求與越來越擁擠的頻率資源分配之間的矛盾的技術手段。 論文主要圍繞兩方面展開分析:一是介紹用于UWB無載波脈沖調制及直接序列碼分多址調制(DS-CDMA)的新型脈沖,即Hermite正交脈沖,并且分析了這種構建UWB多元通信和多用戶通信的系統性能。二是分析了UWB的多帶頻分復用物理層提案(MBOA)的調制技術,并在FPGA上實現了調制模塊。正交Hermite脈沖集被提出用于UWB的M元雙正交調制系統,獲得高數據速率。調整脈沖的脈寬因子和中心頻率能使脈沖滿足FCC的頻譜要求。M元雙正交調制的接收機需要M/2個相關器,遠比M元正交調制所需的相關器數量少。誤碼率一定時,維數M的增加可獲得高的比特率和低的信噪比。雖然高階的Hermite脈沖易受抖動時延的影響,但當抖動時延范圍小于0.02ns時,其影響較為不明顯。本文認為1~8階的Hermite脈沖皆可用,可構成16元雙正交系統。 正交Hermite脈沖集也可以構造UWB多用戶系統。各用戶的信息用不同的Hermite脈沖同時傳輸,其多用戶的誤比特率上限低于高斯單脈沖構成的PPM多用戶系統的誤比特率,所以其系統性能更優。正交Hermite脈沖還可以用于UWB的DS-CDMA調制,在8個脈沖可用的情況下,最多可容64個用戶同時通信。 基于MBOA提出的UWB物理層協議,本文用Verilog硬件語言實現了調制與解調結構,并用Modelsim做了時序驗證。用Verilog編程實現的輸出數據與Matlab生成的UWB建模的輸出結果一致。為了達到UWBMB-OFDM系統的FFT處理器的要求,一個混和基多通道流水線的FFT算法結構被提出。其有效的實現方法也被提出。這種結構采用多通道以獲得高的數據吞吐量。此外,它用于存儲和復數乘法器的硬件損耗相比其他的FFT處理器是最少的。高基的FFT蝶算減少了復數乘法器的數量。在132MHz的工作頻率下,整個128點FFT變換在此結構模式下只需要242.4ns,滿足了MBOA的要求。
上傳時間: 2013-07-29
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自適應濾波器的硬件實現一直是自適應信號處理領域研究的熱點。隨著電子技術的發展,數字系統功能越來越強大,對器件的響應速度也提出更高的要求。 本文針對用通用DSP 芯片實現的自適應濾波器處理速度低和用HDL語言編寫底層代碼用FPGA實現的自適應濾波器開發效率低的缺點,提出了一種基于DSP Builder系統建模的設計方法。以隨機2FSK信號作為研究對象,首先在matlab上編寫了LMS去噪自適應濾波器的點M文件,改變自適應參數,進行了一系列的仿真,對算法迭代步長、濾波器的階數與收斂速度和濾波精度進行了研究,得出了最佳自適應參數,即迭代步長μ=0.0057,濾波器階數m=8,為硬件實現提供了參考。 然后,利用最新DSP Builder工具建立了基于LMS算法的8階2FSK信號去噪自適應濾波器的模型,結合多種EDA工具,在EPFlOKl00EQC208-1器件上設計出了最高數據處理速度為36.63MHz的8階LMS自適應濾波器,其速度是文獻[3]通過編寫底層VHDL代碼設計的8階自適應濾波器數據處理速度7倍多,是文獻[50]采用DSP通用處理器TMS320C54X設計的8階自適應濾波器處理速度25倍多,開發效率和器件性能都得到了大大地提高,這種全新的設計理念與設計方法是EDA技術的前沿與發展方向。 最后,采用異步FIFO技術,設計了高速采樣自適應濾波系統,完成了對雙通道AD器件AD9238與自適應濾波器的高速匹配控制,在QuartusⅡ上進行了仿真,給出了系統硬件實現的原理框圖,并將采樣濾波控制器與異步FIF0集成到同一芯片上,既能有效降低高頻可能引起的干擾又降低了系統的成本。
上傳時間: 2013-06-01
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碼分多址(CDMA)通信方式以其特有的抗干擾性、多址能力和多徑分集能力,而成為第三代移動通信系統的主要技術。其中Rake接收技術是CDMA系統中的一項關鍵技術。隨著通信技術的迅猛發展,Rake接收技術以其有效的抗衰落的能力一直是人們研究的熱點。人們不斷的對傳統的Rake接收機進行改進,獲得性能更佳的Rake接收機。FPGA技術的快速發展,也很大的改變了傳統的數字系統設計的方法。FPGA以其龐大的規模、開發過程投資小、開發周期短、保密性好等優點,為人們對Rake接收機的研究提供了方便。 本文旨在設計一種功耗低、硬件實現相對簡單的Rake接收機結構。首先,本文介紹了Rake接收的相關理論,對Rake技術的抗衰落性能進行了分析,然后,對各種Rake接收機進行了比較,最終提出了一種靈活配置的Rake接收機的改進方案,該方案采用了不同的緩沖器結構,能夠更多的節約硬件資源,整個接收機的功耗更低。最后利用VerilogHDL語言對其中的主要模塊進行編程設計,并在Xilinx公司的集成開發工具ISE6.1中進行仿真,仿真平臺為Spartan-3系列中的XC3S1000芯片。仿真結果表明了所設計模塊的正確性。所設計模塊具有良好的可移植性,能夠被相關的系統調用,本文所做工作有一定的實際意義。
上傳時間: 2013-06-21
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本文簡單介紹了脈沖式激光測距原理、相位式激光測距的原理及相位測量技術。根據課題的要求,給出了電路系統設計方案,選擇了合適測相系統電路參數,分析了調制波的噪聲對系統的影響,計算出能滿足系統精度要求的最低信噪比,對偶然誤差、信號變化幅度大小、零點漂移和電路的相位延遲等原因引起的測量誤差,提出了具體的解決措施,這些措施提高了數字檢相電路的測相精度和穩定性。 根據電路系統設計方案,著重對混頻電路、整形電路和自動數字檢相電路進行了較為深入的分析與討論,其中自動數字檢相電路采用大規模可編程邏輯器件FPGA實現。 文中述敘了利用FPGA實現自動數字檢相的原理及方法步驟,分析了FPGA實現鑒相功能的可靠性。根據設計要求,選擇合適的FPGA邏輯器件和配置器件,使用QuartusⅡ軟件開發可編程邏輯器件及VHDL編程,給出了用QuartusⅡ軟件進行數字檢相測量的系統仿真結果和混頻電路、比較電路、數字檢相電路的實驗結果,對在沒有零角度位置標志信號和沒有允許計數標志信號條件下的實驗結果的精度進行了分析。根據誤差結果分析,提出了下一步研究改進的措施和思路。
上傳時間: 2013-04-24
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Turbo碼是一類并行級聯的系統卷積碼,它是在綜合級聯碼、最大后驗概率(MAP)譯碼、軟輸入軟輸出及迭代譯碼等理論基礎上的一種創新。Turbo碼的基本原理是通過對編碼器結構的巧妙設計,多個子碼通過交織器隔離進行并行級聯編碼輸出,增大了碼距。譯碼器則以類似內燃機引擎廢氣反復利用的機理進行迭代譯碼以反復利用有效信息流,從而獲得卓越的糾錯能力。計算機仿真表明,Turbo碼不但在加性高斯噪聲信道下性能優越,而且具有很強的抗衰落、抗干擾能力,當交織長度足夠長時,其糾錯性能接近香農極限。 FPGA(FieldProgrammableGateArray),即現場可編程門陣列,是在PAL、GAL、EPLD等可編程器件的基礎上進一步發展的產物。FPGA技術具有大規模、高集成度、高可靠性、設計周期短、投資小、靈活性強等優點,逐步成為復雜數字硬件電路設計的理想選擇。 本論文以東南大學移動通信實驗室B3G課題組提出的“支持多天線的廣義多載波無線傳輸技術”(MIMO-GMC)為背景,分析了Turbo譯碼算法,并針對MIMO-GMC系統的迭代接收機中所采用的外信息保留和聯合檢測譯碼迭代的特點,完成了采用滑動窗Log-MAP算法的軟輸入、軟輸出的Turbo譯碼器的設計。整個譯碼器模塊的設計采用Verilog語言描述,并在VirtexⅡPro系列FPGA芯片上實現。
上傳時間: 2013-04-24
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刀具狀態的精確監測是保證金屬切削加工過程順利進行的關鍵,因此研制準確、可靠且成本低廉的刀具狀態監測系統一直是研究人員所追求的目標。在眾多刀具狀態監測方法中,聲發射監測技術,以其信號直接來源于切削區,具有靈敏度高、響應快,能有效避開低頻干擾等優點,非常適用于刀具狀態監測。 圍繞如何獲取高信噪比的刀具狀態信號特征,擬結合嵌入式技術,構建準確、穩定、低成本的實時刀具狀態監測與辨識系統。給出了基于ARM& WinCE平臺的刀具狀態監測系統數據處理平臺軟硬件初步解決方案。作為課題的前期研究本文主要進行了以下工作: (1)分析了聲發射信號與刀具磨損狀態的相關性,驗證了利用聲發射信號進行刀具狀態監測的可行性; (2)確定刀具狀態監測系統的整體方案,包括系統整體架構、軟硬件設計方案。ARM& WinCE構成本系統的數據處理與顯示平臺,EVC為圖形界面應用程序開發工具; (3)構建了數據處理與顯示平臺。選用MagicARM2410實驗開發平臺,簡化了硬件設計;根據系統的功能需求,進行ARM平臺的接口設計、操作系統和必要的驅動程序的剪裁及移植; (4)完成了數據處理與顯示應用軟件設計。系統軟件包括界面模塊、數據管理模塊、數據處理模塊、圖形及結果顯示模塊、參數設置模塊等,其中數據處理模塊主要包括小波消噪、小波包分解特征提取等算法; (5)實現了ARM& WinCE平臺與PC機的實時可靠通訊。
上傳時間: 2013-04-24
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本文簡單介紹了脈沖式激光測距原理、相位式激光測距的原理及相位測量技術。根據課題的要求,給出了電路系統設計方案,選擇了合適測相系統電路參數,分析了調制波的噪聲對系統的影響,計算出能滿足系統精度要求的最低信噪比,對偶然誤差、信號變化幅度大小、零點漂移和電路的相位延遲等原因引起的測量誤差,提出了具體的解決措施,這些措施提高了數字檢相電路的測相精度和穩定性。 根據電路系統設計方案,著重對混頻電路、整形電路和自動數字檢相電路進行了較為深入的分析與討論,其中自動數字檢相電路采用大規模可編程邏輯器件FPGA實現。 文中述敘了利用FPGA實現自動數字檢相的原理及方法步驟,分析了FPGA實現鑒相功能的可靠性。根據設計要求,選擇合適的FPGA邏輯器件和配置器件,使用QuartusⅡ軟件開發可編程邏輯器件及VHDL編程,給出了用QuartusⅡ軟件進行數字檢相測量的系統仿真結果和混頻電路、比較電路、數字檢相電路的實驗結果,對在沒有零角度位置標志信號和沒有允許計數標志信號條件下的實驗結果的精度進行了分析。根據誤差結果分析,提出了下一步研究改進的措施和思路。
上傳時間: 2013-07-25
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