隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，電子測量技術(shù)被廣泛應(yīng)用在電子、機(jī)械、醫(yī)療、測控及航天等各個(gè)領(lǐng)域，而電子測量技術(shù)要用到各種形式的高質(zhì)量信號源，因此任意波形發(fā)生器的研制就具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。 本文便是基于DDS(DirectDigitalSynthesis)技術(shù)進(jìn)行任意波形發(fā)生器研制的。要求可以產(chǎn)生正弦波、方波、三角波與鋸齒波等常規(guī)波形，而且能夠產(chǎn)生任意波形，從而滿足研究的需要。具體工作如下： (一)介紹國內(nèi)外關(guān)于任意波形發(fā)生器研究的發(fā)展情況，闡述頻率合成技術(shù)的各種方式與技術(shù)對比情況，并選定直接數(shù)字頻率合成技術(shù)進(jìn)行研制。 (二)介紹系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)構(gòu)成與功能實(shí)現(xiàn)，并對系統(tǒng)部件進(jìn)行逐一細(xì)述。選用單片機(jī)作為控制模塊，使用FPGA實(shí)現(xiàn)DDS功能作為技術(shù)核心，并對外圍電路的設(shè)計(jì)與接口技術(shù)進(jìn)行分析。 (三)講述DDS的工作原理、工作特點(diǎn)與技術(shù)指標(biāo)，并基于FPGA芯片EP1C3T144C8進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過使用相位累加器與波形ROM等模塊，實(shí)現(xiàn)DDS功能。同時(shí)輔以使能模塊與行列式鍵盤，實(shí)現(xiàn)各種波形的靈活輸出。 (四)給出系統(tǒng)產(chǎn)生的測試數(shù)據(jù)，并對影響頻譜純度的雜散與噪聲產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析。
標(biāo)簽： FPGA 任意波形發(fā)生器
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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國外信號完整性的經(jīng)典之作，中文譯本 本書全面論述了信號完警性問題，主要講述了信號完整性和物理設(shè)概念，帶寬、電感和特性阻抗的實(shí)質(zhì)含義，電阻、電容、電感和阻擾的相關(guān)分析，解決信號完整性問題的四個(gè)實(shí)用技術(shù)手段，物理互連世計(jì)對信號完格性的影響，數(shù)學(xué)推導(dǎo)背后隱藏的解決方案，以及改進(jìn)信號完整推薦的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則等。該書與其他大多數(shù)同類書籍相比更強(qiáng)調(diào)直觀理解、實(shí)用工具和工程實(shí)踐，它以入門式的切入方式，使得讀者很容易認(rèn)識到物理互連影響電氣性能的實(shí)質(zhì)，從而可以盡快掌握信號完整性設(shè)計(jì)技術(shù)。本書作者以實(shí)踐專家的視角指出了造成信號完整性問題的根源，特別給出了在設(shè)計(jì)前期階段的問題解決方案，這是面向電子工業(yè)界的設(shè)技工程師和產(chǎn)品負(fù)責(zé)人的一本具有實(shí)用價(jià)值的參考書，其目的在于幫助也們在信號完整性問題出現(xiàn)之前能提前發(fā)現(xiàn)并及早加以解決，同時(shí)也可作為相關(guān)專業(yè)水本科生及研究生的教學(xué)指導(dǎo)用書
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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相位激光測距是一種高精度的距離測量技術(shù)，隨著電子器件和信號處理技術(shù)的發(fā)展，這種測距技術(shù)在軍用和民用領(lǐng)域必將得到更為廣泛的研究和應(yīng)用。本文介紹了一種基于FPGA嵌入式技術(shù)的相位激光測距系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用先進(jìn)的FPGA技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了調(diào)制信號產(chǎn)生、信息控制與處理三個(gè)模塊的整合，解決了傳統(tǒng)相位激光測距所難以克服的弱點(diǎn)。 文中闡述了激光測距和調(diào)制信號源的基本原理，分析了影響測距精度的因素，指出應(yīng)用DDS技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)寬帶、高精度的調(diào)制信號輸出，說明了引起DDS輸出信號雜散的原因和解決的辦法。分析了應(yīng)用FFT運(yùn)算實(shí)現(xiàn)信號相位提取的基本原理及設(shè)計(jì)方法，采用這種檢相技術(shù)，可以極大地提高測相精度與靈敏度。提出了基于FPGA嵌入式系統(tǒng)的相位式激光測距機(jī)的整體設(shè)計(jì)，并就各部分進(jìn)行了詳細(xì)的分析與設(shè)計(jì)。介紹了激光測距系統(tǒng)的外圍電路和基于QuartusⅡ集成軟件平臺的部分硬件電路的設(shè)計(jì)，并對其中的設(shè)計(jì)進(jìn)行了仿真和驗(yàn)證，總結(jié)提出了對系統(tǒng)今后的進(jìn)一步改進(jìn)和完善的思路。
標(biāo)簽： FPGA 嵌入式系統(tǒng) 激光測距機(jī)
上傳時(shí)間： 2013-06-28
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頻率特性測試儀(簡稱掃頻儀)是一種測試電路頻率特性的儀器，它廣泛應(yīng)用于無線電、電視、雷達(dá)及通信等領(lǐng)域，為分析和改善電路的性能提供了便利的手段。而傳統(tǒng)的掃頻儀由多個(gè)模塊構(gòu)成，電路復(fù)雜，體積龐大，而且在高頻測量中，大量的分立元件易受溫度變化和電磁干擾的影響。為此，本文提出了集成化設(shè)計(jì)的方法，針對可編程邏輯器件的特點(diǎn)，對硬件實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行了探索。 本文對三大關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入研究： 第一，由掃頻信號發(fā)生器的設(shè)計(jì)出發(fā)，對直接數(shù)字頻率合成技術(shù)(DDS)進(jìn)行了系統(tǒng)的理論研究，并改進(jìn)了ROM壓縮方法，在提高壓縮比的同時(shí)，改進(jìn)了DDS系統(tǒng)的雜散度，并且利用該方法實(shí)現(xiàn)了幅度和相位可調(diào)制的DDS系統(tǒng)-掃頻信號發(fā)生器。 第二，為了提高系統(tǒng)時(shí)鐘的工作頻率，對流水線算法進(jìn)行了深入的研究，并針對累加器的特點(diǎn)，進(jìn)行了一系列的改進(jìn)，使系統(tǒng)能在100MHz的頻率下正常工作。 第三，從系統(tǒng)頻率特性測試的理論出發(fā)，研究如何在FPGA中提高多位數(shù)學(xué)運(yùn)算的速度，從而提出了一種實(shí)現(xiàn)多位BCD碼除法運(yùn)算的方法—高速串行BCD碼除法；隨后，又將流水線技術(shù)應(yīng)用于該算法，對該方法進(jìn)行改進(jìn)，完成了基于流水線技術(shù)的BCD碼除法運(yùn)算的設(shè)計(jì)，并用此方法實(shí)現(xiàn)了頻率特性的測試。 在研究以上理論方法的基礎(chǔ)上，以大規(guī)模可編程邏輯器件EP1K100QC208和微處理器89C52為實(shí)現(xiàn)載體，提出了基于單片機(jī)和FPGA體系結(jié)構(gòu)的集成化設(shè)計(jì)方案；以VerilogHDL為設(shè)計(jì)語言，實(shí)現(xiàn)了頻率特性測試儀主要部分的設(shè)計(jì)。該頻率特性測試儀完成掃頻信號的輸出和頻率特性的測試兩大主要任務(wù)，而掃頻信號源和頻率特性測試這兩大主要模塊可集成在一片可編程邏輯器件中，充分體現(xiàn)了可編程邏輯器件的優(yōu)勢。 本文首先對相關(guān)的概念理論進(jìn)行了介紹，包括DDS原理、流水線技術(shù)等，進(jìn)而提出了系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案，包括設(shè)計(jì)工具、語言和實(shí)現(xiàn)載體的選擇，而后，簡要介紹了微處理器電路和外圍電路，最后，較為詳細(xì)地闡述了兩個(gè)主要模塊的設(shè)計(jì)，并給出了實(shí)現(xiàn)方式。
上傳時(shí)間： 2013-06-08
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隨著現(xiàn)代電力系統(tǒng)向大容量、高電壓方向發(fā)展，廣泛用于大型發(fā)電機(jī)組測量和保護(hù)用的大電流互感器的研制就變得很緊迫。考慮到大電流互感器具有大電流、強(qiáng)電磁干擾和多相運(yùn)行等特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)大電流互感器時(shí)，必須采取有效的屏蔽措施，屏蔽來自鄰相的雜散磁通。傳統(tǒng)的屏蔽方案是采用金屬屏蔽罩，盡管有效，但設(shè)備笨重。本文中，作者對有外層屏蔽繞組的大電流互感器進(jìn)行了各種研究。 大電流互感器采用繞組屏蔽方式后，如何優(yōu)化設(shè)計(jì)屏蔽繞組，使屏蔽繞組能夠充分有效地屏蔽雜散磁通對環(huán)形鐵心的影響呢?針對上述的問題，本文作者主要完成如下幾個(gè)方面的工作： 1、首先對國內(nèi)外大電流互感器的發(fā)展與研究現(xiàn)狀進(jìn)行了敘述，并成功設(shè)計(jì)了15000/5A大電流互感器。 2、對精典的電磁場理論和場路耦合法的數(shù)學(xué)理論進(jìn)行了深入的研究，建立了大電流互感器的三維場路耦合有限元分析的數(shù)學(xué)模型和仿真模型。應(yīng)用有限元軟件ANSYS建立三維有限元仿真模型和基于場路耦合原理的外部耦合電路。 3、理論分析了雜散磁通對電流互感器鐵心的影響；重點(diǎn)分析了繞組屏蔽雜散磁通理論；通過等值電流法，得到無論三相還是多相電流互感器條件下，中間相的電流互感器所受到的雜散磁通是最為嚴(yán)重的，為大電流互感器的有效保護(hù)提供了科學(xué)依據(jù)。 4、為了得到最優(yōu)化屏蔽繞組，對屏蔽繞組的匝數(shù)采用離散化替代連續(xù)性，再考慮屏蔽繞組在環(huán)形鐵心上的位置，共提出了多種優(yōu)化方案；根據(jù)三維場路耦合有限元分析模型，精確計(jì)算出屏蔽繞組中的電流、電流分布、環(huán)形鐵心中的磁感應(yīng)強(qiáng)度分布和外層繞組的局部最高溫升，通過比較多種計(jì)算結(jié)果，得到大電流互感器屏蔽繞組的最優(yōu)化方案。 5、最后建立了大電流互感器的等效磁勢法和降流回路法兩種試驗(yàn)方案模型，通過比較試驗(yàn)方案仿真計(jì)算結(jié)果和出廠試驗(yàn)結(jié)果，證明了仿真計(jì)算結(jié)果是正確的，可靠的。 通過對屏蔽繞組進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)后，有效地削弱了雜散磁通，使得大電流互感器輕型化、小型化，節(jié)約了大量的銅材料，使得其運(yùn)輸更加方便。
標(biāo)簽： 大電流 互感器 繞組 應(yīng)用研究
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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DDS（Direct Digital Synthesis直接數(shù)字頻率合成技術(shù)）是廣泛應(yīng)用的信號生成方法，其優(yōu)點(diǎn)是易于程控，輸出頻率分辨率高，同時(shí)芯片的集成度高，適合于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)。針對現(xiàn)有的壓電陶瓷電源輸出波形頻率、相位等不能程控、電路集成度不高、體積和功耗較大等問題，本文以ARM作為控制電路核心，引入DDS技術(shù)產(chǎn)生輸出的波形信號，并由集成高壓運(yùn)放將波形信號提高至輸出級的電壓和功率。 在壓電陶瓷電源硬件電路中采用了模塊化設(shè)計(jì)，主要分為ARM控制電路、DDS系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電路和波形調(diào)理電路、高壓運(yùn)放電路等幾個(gè)部分。電源控制電路以三星公司的S3C2440控制器為核心，以觸摸屏作為人機(jī)輸入界面；DDS芯片選用ADI公司的AD9851，設(shè)計(jì)了DDS系統(tǒng)外圍驅(qū)動(dòng)電路，濾波和信號調(diào)理電路，并應(yīng)用了將DDS與鎖相環(huán)技術(shù)相結(jié)合的雜散問題解決方案；高壓運(yùn)放電路由兩級運(yùn)放電路組成，采用了電壓控制型驅(qū)動(dòng)原理，放大電路的核心是PA92集成高壓運(yùn)放，加入了補(bǔ)償電路以提高系統(tǒng)的響應(yīng)帶寬，并在電源輸出設(shè)置了過電流保護(hù)和快速放電的放電回路。 電源軟件部分采用WINCE嵌入式系統(tǒng)，根據(jù)WINCE系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)架構(gòu)設(shè)計(jì)DDS芯片的流接口程序，編寫了流接口函數(shù)和配置文件，并將流驅(qū)動(dòng)程序集成入WINCE系統(tǒng)；編寫了基于EVC的觸摸屏人機(jī)界面主程序，由主程序?qū)⒂脩糨斎雲(yún)?shù)轉(zhuǎn)換為DDS芯片的控制字，并采用動(dòng)態(tài)加載流驅(qū)動(dòng)方式將控制字送入DDS芯片實(shí)現(xiàn)了對其輸出的控制。 對電源進(jìn)行了不同典型波形輸出的測試實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)中，測試了DDS信號波形輸出的精度和分辨率、電源動(dòng)態(tài)輸出精度和對信號波形的跟隨性和響應(yīng)性能。實(shí)驗(yàn)表明，壓電陶瓷電源輸出信號波形精度較高，對波形、頻率等參數(shù)改變的響應(yīng)速度快，達(dá)到電源輸出穩(wěn)定性要求。
標(biāo)簽： ARM DDS 壓電陶瓷 驅(qū)動(dòng)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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地鐵信號設(shè)備中輸入輸出設(shè)備是信號邏輯和現(xiàn)場設(shè)備之間的接口，有著四高（高安全，高可靠，高可維護(hù)，高可用）要求，目前信號系統(tǒng)廠家的傳統(tǒng)做法是整個(gè)信號系統(tǒng)產(chǎn)品由一家公司來完成，可是隨著技算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，邏輯部份目前已可以采用通用COTS產(chǎn)品，而輸入輸出部分還是需要各個(gè)信號廠家自己設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，因此設(shè)計(jì)出一款通用型的輸入輸出控制器已成地鐵行業(yè)的發(fā)展方向。 為了滿足以上要求，本文從實(shí)際應(yīng)用角度出發(fā)，使信號系統(tǒng)的產(chǎn)品更加的開放透明，設(shè)計(jì)出基于ARM的地鐵用安全型的智能I/O，從而使信號系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以方便地和現(xiàn)場信號設(shè)備接口。 在硬件上采用冗余設(shè)計(jì)，以ARM為主處理器，整個(gè)系統(tǒng)無單點(diǎn)硬件故障，采集部分采用動(dòng)態(tài)異或輸入設(shè)計(jì)，驅(qū)動(dòng)部分采用安全驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)。 基于ARM的地鐵用安全智能I/O嚴(yán)格遵循歐洲鐵路信號產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)，使系統(tǒng)的安全性，可靠性，可用性和可維護(hù)性有了充分的保障。 本文主要介紹了地鐵用安全型智能I/O控制器的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，包括設(shè)計(jì)思想，具體實(shí)施，硬件和軟件的設(shè)計(jì)等。
上傳時(shí)間： 2013-06-12
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視頻監(jiān)控以其直觀方便、準(zhǔn)確、信息內(nèi)容豐富而廣泛應(yīng)用于許多場合，已經(jīng)滲透到交通、城市治安、國防等多種領(lǐng)域，甚至家庭安防，在人們的日常生活中扮演著越來越重要的作用。 由于傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜、穩(wěn)定性可靠性不高、價(jià)格昂貴而且傳輸距離明顯受限的缺點(diǎn)。近年來，隨著計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、電子與通信、圖像處理等技術(shù)的飛速發(fā)展，嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用而生。 本文針對視頻監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)際需求，結(jié)合嵌入式技術(shù)、圖像處理技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種實(shí)時(shí)性好、可靠性高、成本低的嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)以ARM9微處理器作為硬件平臺，以具有開發(fā)資源豐富、免費(fèi)等優(yōu)勢的Linux操作系統(tǒng)作為軟件開發(fā)平臺。該系統(tǒng)采用以太網(wǎng)作為網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)，并使用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。視頻數(shù)據(jù)的傳輸協(xié)議選擇了支持組播技術(shù)的RTP/RTCP傳輸協(xié)議，客戶端在Linux下實(shí)現(xiàn)了基于SDL庫視頻顯示。 論文首先描述了嵌入式系統(tǒng)與視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展及相關(guān)技術(shù)，分析了國內(nèi)外視頻監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，對視頻監(jiān)控系統(tǒng)研究的背景和意義進(jìn)行了闡述，并討論了幾種常見的視頻監(jiān)控解決方案，對幾種目前流行的視頻壓縮算法進(jìn)行了對比；然后，提出了嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)的軟、硬件總體架構(gòu)，并逐步對硬件平臺和軟件模塊設(shè)計(jì)進(jìn)行了選擇和細(xì)化。其中，硬件平臺根據(jù)視頻數(shù)據(jù)采集以及處理需要選擇了攝像頭和存儲器；軟件設(shè)計(jì)中，首先完成了嵌入式系統(tǒng)的交叉開發(fā)環(huán)境搭建，針對ARM-Linux特性，完成了在開發(fā)板上操作系統(tǒng)和文件系統(tǒng)等移植，最后完成了Linux下V4L視頻采集、JPEG圖像壓縮、RTP/RTCP網(wǎng)絡(luò)傳輸、SDL庫視頻顯示以及avi格式視頻文件保存等。 此外，對系統(tǒng)構(gòu)建過程中所用到的某些關(guān)鍵技木進(jìn)行了較為詳盡的探討和研究，這對于從事相關(guān)科研工作的同仁們具有一定的參考價(jià)值。
標(biāo)簽： ARM 嵌入式 網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們防火、防盜意識的提高，人們對遠(yuǎn)程現(xiàn)場狀況的了解提出了更高的需求。如何有效解決由于各監(jiān)控點(diǎn)分布范圍散、數(shù)量多、距離遠(yuǎn)，甚至地處偏僻，有效管理多個(gè)監(jiān)控點(diǎn)等難題，僅依靠架設(shè)光纜、鋪設(shè)電纜難度大、且不切合實(shí)際(并且即使架設(shè)了通訊線路其速度慢、運(yùn)營成本也高)。本文在分析研究了當(dāng)前國內(nèi)、外視頻監(jiān)控系統(tǒng)研究現(xiàn)狀，并結(jié)合嵌入式系統(tǒng)、嵌入式處理器ARM、GPRS等相關(guān)領(lǐng)域的研究進(jìn)展的基礎(chǔ)上，提出了一套基于ARM和GPRS的遠(yuǎn)程監(jiān)空系統(tǒng)。它是利用GPRS網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣、傳輸特性好與嵌入式系統(tǒng)低功耗方便實(shí)用相結(jié)合的系統(tǒng)解決方案。系統(tǒng)通過溫度傳感器的檢測信息，實(shí)現(xiàn)溫度異常監(jiān)測，并將采集的圖像信息數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)監(jiān)控中心。 本系統(tǒng)硬件系統(tǒng)主要了采用三星公司的ARM920T S3C2410芯片作為系統(tǒng)處理器、USB攝像頭和DSl8B20溫度傳感器。S3C241O處理器通過外部溫度傳感器采集的溫度數(shù)據(jù)，并與最近采集的溫度數(shù)據(jù)比較、判斷，發(fā)出圖像采集命令，最后將溫度和圖像數(shù)據(jù)通過其串口利用GPRSDTU將數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)傳送到有靜態(tài)IP地址或域名的遠(yuǎn)程監(jiān)控中心服務(wù)器。監(jiān)控中心接受各個(gè)監(jiān)控終端的數(shù)據(jù)，并實(shí)現(xiàn)對終端的集中管理。 本課題軟件方面分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件開發(fā)兩方面。系統(tǒng)軟件方面主要是ARM的BootLoader和嵌入式Linux的分析及移植；應(yīng)用軟件方面包含終端ARM平臺嵌入式溫度采集和視頻采集軟件設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)發(fā)送程序，監(jiān)控中心程序設(shè)計(jì)三個(gè)部分。
標(biāo)簽： GPRS ARM 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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本文首先介紹了直接數(shù)字頻率合成技術(shù)(DDS)的基本原理、體系結(jié)構(gòu)及工作過程，然后針對其關(guān)鍵部分進(jìn)行了優(yōu)化，即采用函數(shù)近似法對存儲表結(jié)構(gòu)（LUT）進(jìn)行了優(yōu)化，使存貯位數(shù)大大縮小，并提出了一種雜散抑制技術(shù)的運(yùn)用，即相位抖動(dòng)技術(shù)。在對直接數(shù)字頻率合成（DDS）方法產(chǎn)生的信號進(jìn)行理論分析的過程中，用matlab進(jìn)行編程仿真作出了詳細(xì)的頻譜分析驗(yàn)證。本文詳細(xì)的介紹了本次設(shè)計(jì)的具體實(shí)現(xiàn)過程和方法，將現(xiàn)場可編程邏輯器件（FPGA）和 DDS技術(shù)相結(jié)合，具體的體現(xiàn)了基于VHDL語言的靈活設(shè)計(jì)和修改方式是對傳統(tǒng)頻率合成實(shí)現(xiàn)方法的一次重要改進(jìn)。文章最后給出了實(shí)現(xiàn)代碼、仿真結(jié)果，經(jīng)過驗(yàn)證，本設(shè)計(jì)能夠達(dá)到其預(yù)期性能指標(biāo)。
標(biāo)簽： FPGA 數(shù)字頻率合成
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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