詳細的理論分析,可以對模擬電路的理論知識有較為全面透徹的了解
上傳時間: 2013-04-24
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當今電子系統的設計是以大規模FPGA為物理載體的系統芯片的設計,基于FPGA的片上系統可稱為可編程片上系統(SOPC)。SOPC的設計是以知識產權核(IPCore)為基礎,以硬件描述語言為主要設計手段,借助以計算機為平臺的EDA工具進行的。 本文在介紹了FPGA與SOPC相關技術的基礎上,給出了SOPC技術開發調制解調器的方案。在分析設計軟件Matlab/DSP(Digital Signal Processing)。builder以及Quartus Ⅱ開發軟件進行SOPC(System On a Programmable Chip)設計流程后,依據調制解調算法提出了一種基于DSP Builder調制解調器的SOPC實現方案,模塊化的設計方法大大縮短了調制解調器的開發周期。 在SOPC技術開發調制解調器的過程中,用MATLAB/Simulink的圖形方式調用Altera DSP Builder和其他Simulink庫中的圖形模塊(Block)進行系統建模,在Simulink中仿真通過后,利用DSP Builder將Simulink的模型文件(.mdl)轉化成通用的硬件描述語言VHDL文件,從而避免了VHDL語言手動編寫系統的煩瑣過程,將精力集中于算法的優化上。 基于DSP Builder的開發功能,調制解調器電路中的低通濾波器可直接調用FIRIP Core,進一步提高了開發效率。 在進行編譯、仿真調試成功后,經過QuartusⅡ將編譯生成的編程文件下載到ALTERA公司Cyclone Ⅱ系列的FPGA芯片EP2C5F256C6,完成器件編程,從而給出了一種調制解調器的SOPC系統實現方案。
上傳時間: 2013-05-28
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測試儀廣泛應用于國民經濟和國防建設的各個領域,是科研和生產不可或缺的重要裝備之一。其工作原理是由信號發生裝置向被測對象發送激勵信號,同時由信號采集與處理裝置通過傳感器采集被測對象的響應信號,并送到上位機進行數據分析和處理。本文研究采用靈活的現場可編程邏輯陣列FPGA為核心,協調整個儀器的運轉,并采用先進的USB總線技術,將信號發生、信號采集與處理有機地集成為一體的多功能測試儀。 本文的第一章介紹了測試儀及其研究應用現狀,根據儀器的成本、便攜性和通用性要求不斷提高的發展趨勢,提出了本課題的研究任務和關鍵技術; 第二章從硬件和軟件兩個方面討論了測試儀的總體設計方案,并且分別詳述了電源模塊、USB模塊、FPGA模塊、DSP模塊、A/D模塊、D/A模塊這六個功能模塊的硬件設計; 第三章討論了USB模塊相關的軟件設計,其中包含USB固件設計、驅動程序設計和客戶應用程序設計三個方面的內容,詳細論述了各部分軟件的架構和主要功能模塊的實現。 第四章討論了主控器FPGA的設計,是本文的核心部分。先從總體上介紹了FPGA的設計方案,然后從MCU模塊、信號采集模塊、信號發生模塊三部分具體描述了其實現方式。軟件設計上采用了模塊化的設計思想,使得結構清晰,可讀性強,易于進一步開發;并且靈活的使用了有限狀態機,大大提高了程序的穩定性和運行效率。 第五章介紹了DSP模塊的設計,討論了波形生成的原理及實現,并提出了與FPGA接口的方式。 第六章詳細描述了實驗的步驟和結果,分別從單通道采樣和多通道采樣兩方面實驗,驗證了儀器的性能和設計的可行性。
上傳時間: 2013-06-25
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在工業領域中,經常需要在產品表面留下永久性的標識,通常作為便于今后追蹤的商標、流水號、日期等等。特別在機械行業對零部件的管理,在市場上需要對其進行識別和質量跟蹤。機械行業在零部件上的標記打印在追求美觀的同時,要求有一定的打印速度和打印深度。標記打印能夠為企業提供產品的可追溯性,更好的貫徹IS09000標準。 由于傳統的標記打印在打印效率、美觀以及防偽等方面存在問題,不適應現代化大生產要求,而激光打印技術雖然較好的克服了傳統工藝的許多缺點,但激光器在惡劣的生成現場缺乏長期穩定性的工作特點的制約,不能完全滿足生產實際的需要。為了彌補上述不足,適應大批量生產發展需要,氣動標記打印技術成為一種較好的選擇。 本課題在分析了現在市場上存在氣動標記刻印系統的優缺點后,針對現有的標記打印機打印速度相對較慢,打印精度相對較低以及控制軟件不靈活的缺點,設計了一套新的控制方案,使用FPGA作為核心控制器,配合PC機標記打印軟件工作,代替以往PC或單片機的控制。該方案充分利用了FPGA可以高速并行工作的特點,能夠高精度平穩的輸出控制脈沖,使打印過程平穩進行。 本文描述了從總體方案設計到一些關鍵模塊的設計思路和設計細節。根據設計要求,總體方案中提出了整個控制系統的劃分和關鍵設計指標上的考慮。在硬件設計方面完成硬件電路設計,包括接口電路設計和抗干擾設計;在設計FPGA控制器時,采用了優化后的比較積分直線插補算法使得輸出的插補脈沖均勻穩定;采用梯形速率控制算法,克服了速度突變情況時的失步或過沖現象;在軟件方面,新開發了一套PC工業標記系統軟件,采用了多線程技術和TTF矢量字庫等技術。 整套標記打印系統經過較長時間的運行調試,表現穩定,現已經試用性投放市場.從生產廠家重慶恒偉精密機械有限公司和客戶的反饋信息來看,系統工作穩定,打印速度達到設計指標,能夠在256細分下驅動電機平穩快速運動,打印精度高,達到市場領先水平,并且得到客戶充分的肯定。
上傳時間: 2013-06-21
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在數字通信中,采用差錯控制技術(糾錯碼)是提高信號傳輸可靠性的有效手段,并發揮著越來越重要的作用。糾錯碼主要有分組碼和卷積碼兩種。在碼率和編碼器復雜程度相同的情況下,卷積碼的性能優于分組碼。 卷積碼的譯碼方法主要有代數譯碼和概率譯碼。代數譯碼是基于碼的代數結構;而概率譯碼不僅基于碼的代數結構,還利用了信道的統計特性,能充分發揮卷積碼的特點,使譯碼錯誤概率達到很小。 卷積碼譯碼器的設計是由高性能的復雜譯碼器開始的,對于概率譯碼最初的序列譯碼,隨著譯碼約束長度的增加,其譯碼錯誤概率可達到非常小。后來慢慢地向低性能的簡單譯碼器演化,對不太長的約束長度,維特比(Viterbi)算法是非常實用的。維特比算法是一種最大似然的譯碼方法。當編碼約束度不太大(小于等于10)或者誤碼率要求不太高(約10-5)時,Viterbi譯碼算法效率很高,速度很快,譯碼器也較簡單。 目前,卷積碼在數傳系統,尤其是在衛星通信、移動通信等領域已被廣泛應用。 本論文對卷積碼編碼和Viterbi譯碼的設計原理及其FPGA實現方案進行了研究。同時,將交織和解交織技術應用于編碼和解碼的過程中。 首先,簡要介紹了卷積碼的基礎知識和維特比譯碼算法的基本原理,并對硬判決譯碼和軟判決譯碼方法進行了比較。其次,討論了交織和解交織技術及其在糾錯碼中的應用。然后,介紹了FPGA硬件資源和軟件開發環境Quartus Ⅱ,包括數字系統的設計方法和設計規則。再有,對基于FPGA的維特比譯碼器各個模塊和相應算法實現、優化進行了研究。最后,在Quartus Ⅱ平臺上對硬判決譯碼和軟判決譯碼以及有無交織等不同情況進行了仿真,并根據仿真結果分析了維特比譯碼器的性能。 分析結果表明,系統的誤碼率達到了設計要求,從而驗證了譯碼器設計的可靠性,所設計基于FPGA的并行Viterbi譯碼器適用于高速數據傳輸的場合。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著電子技術和計算機技術的飛速發展,視頻圖像處理技術近年來得到極大的重視和長足的發展,其應用范圍主要包括數字廣播、消費類電子、視頻監控、醫學成像及文檔影像處理等領域。當前視頻圖像處理主要問題是當處理的數據量很大時,處理速度慢,執行效率低。而且視頻算法的軟件和硬件仿真和驗證的靈活性低。 本論文首先根據視頻信號的處理過程和典型視頻圖像處理系統的構成提出了基于FPGA的視頻圖像處理系統總體框圖;其次選擇視頻轉換芯片SAA7113,完成視頻圖像采集模塊的設計,主要分三步完成:1)配置視頻轉換芯片的工作模式,完成視頻轉化芯片SAA7113的初始化:2)通過分析輸出數據流的格式標準,來識別奇偶場信號、場消隱信號和有效行數據的開始和結束信號三種控制信號,并根據控制信號,用Verilog硬件描述語言編程實現圖像數據的采集;3)分析SRAM的讀寫控制時序,采用兩塊SRAM完成圖像數據的存儲。然后編寫軟件測試文件,在ISE Simulator仿真環境進行程序測試與運行,并分析仿真結果,驗證了數據采集和存儲的正確性;最后,對常用視頻圖像算法的MATLAB仿真,選擇適當的算子,采用工具MATLAB、System Generator for DSP和ISE,利用模塊構建方式,搭建視頻算法平臺,實現圖像平滑濾波、銳化濾波算法,在Simulink中仿真并自動生成硬件描述語言和網表,對資源的消耗做簡要分析。 本論文的創新點是采用新的開發環境System Generator for DSP實現視頻圖像算法。這種開發視頻圖像算法的方式靈活性強、設計周期短、驗證方便、是視頻圖像處理發展的必然趨勢。
上傳時間: 2013-07-28
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在3G移動通信網絡建設中,如何實現密集城區的無線網絡覆蓋是目前基站的發展方向。目前網絡覆蓋理念的核心思想就把傳統宏基站的基帶處理和射頻部分分離,分成基帶處理單元和射頻拉遠單元兩個設備,這樣既節省空間、降低設置成本,又提高了組網效率。本文研究的數字收發機用于WCDMA基站系統的射頻拉遠單元中,實現移動通信網中射頻信號的傳輸工作。 數字收發機主要由射頻處理部分、模數/數模轉換部分、數字上下變頻處理部分、接口轉換以及數字光模塊組成。本文研究的重點是數字上下變頻處理部分。設計采用軟件無線電的架構和FPGA技術,所設計的數字上下變頻部分可以在不修改硬件電路的基礎上只需修改軟件部分的參數則可實現多種頻率的變頻處理,極大地降低了開發成本,且縮短了開發周期。 根據系統設計的設計要求,以及現有芯片使用情況比較,本文選用Altera公司的:FPGA芯片,應用公司提供的Dspbuilder作為系統級的開發工具,應用Quartus Ⅱ作為綜合、布局布線工具實現數字上下變頻處理部分設計。 本文的主要研究工作包括以下幾個部分: (1)對數字收發機的整體結構進行分析研究,確定數字收發機的實現結構和各個部分的功能; (2)通過對數字上下變頻的相關理論的研究,分析出數字上下變頻的結構、實現方法及性能; (3)通過對數控振蕩器、CIC濾波器、FIR濾波器進行理論研究、內部實現結構以及性能分析,得出具體的參數和仿真實現結構; (4)使用FPGA中的IP核技術來實現數字上下變頻,利用Matlab中Dspbuilder提供的IP核分別進行NCO、CIC、FIR的仿真工作;并得出數字上下變頻的總體仿真實現結果; (5)對高速收發通道進行了研究和設計,根據系統的要求給出了數據幀結構,并采用Altera的第三代FPGA產品Stratix Ⅱ GX系列芯片實現了數字收發機的信號的串并/并串的接口轉換。為后續繼續研究工作奠定基礎。
上傳時間: 2013-06-21
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本文研究了基于Nios Ⅱ的FPGA-CPU調試技術。論文研究了NiosⅡ嵌入式軟核處理器的特性;實現了以Nios Ⅱ嵌入式處理器為核心的FPGA-CPU調試系統的軟、硬件設計;對兩種不同類型的FPGA-CPU進行了實際調試,對實驗數據進行了分析。 在硬件方面,為了控制和檢測FPGA-CPU,設計并實現了FPGA-CPU的控制電路、FPGA-CPU的內部通用寄存器組掃描電路、存儲器電路等;完成了各種外圍設備接口的設計;實現了調試系統的整體設計。 在軟件方面,設計了調試監控軟件,完成了對FPGA-CPU運行的控制和信號狀態的監測。這些信號包括地址和數據總線以及各種寄存器的數據等;實現了多種模式下的FPGA-CPU調試支持單時鐘調試、單步調試和軟件斷點多種調試模式。此外,設計了專用的編譯軟件,實現了基于不同指令系統的偽匯編程序編譯,提高了調試效率。 本文作者在實現了FPGA-CPU調試系統基礎上,對兩種指令系統不同、結構迥異的FPGA-CPU進行實際調試。調試結果表明,這種基于IP核的可復用設計技術,能夠在一個FPGA芯片內實現調試系統和FPGA-CPU的無縫連接,能夠有效地調試FPGA-CPU。
上傳時間: 2013-05-19
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電源測量與分析入門手冊 本入門手冊將主要介紹如何使用示波器和專用軟件進行開關電源設計測量。兩個不同版本。都是中文的。 目錄 簡介 電源設計中的問題以及測量要求 示波器與電源測量 開關電源基礎 準備進行電源測量 在一次采集中同時測量100 伏和100 毫伏電壓 消除電壓探頭和電流探頭之間的時間偏差 消除探頭零偏和噪聲 電源測量中記錄長度的作用 識別真正的Ton 與Toff 轉換 有源器件測量:開關元件 開關器件的功率損耗理論 截止損耗 開通損耗 詳細了解SMPS 的功率損耗 安全工作區 動態導通電阻 di/dt dv/dt 無源器件測量:磁性元件 電感基礎 用示波器進行電感測量 磁性元件功率損耗基礎 用示波器進行磁性元件功率損耗測量 磁特性基礎 用示波器測量磁性元件特性 輸入交流供電測量 電源質量測量基礎 SMPS 的電源質量測量 用示波器測量電源質量 使用正確的工具 用示波器進行電源質量測量
上傳時間: 2013-07-03
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為了提高壓電超聲換能器的系統效率,保證換能器安全工作,利用換能器等效電路方法,分析了匹配電路的調振匹配和阻抗匹配功能.提出了頻率跟蹤結合數字電感實現調諧匹配的方法,并對調諧匹配方法進行了實驗驗證.以含源網絡電路分析方法為基礎,從理論上證明了實現換能器阻抗匹配的最佳條件
上傳時間: 2013-04-24
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