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數(shù)(shù)模轉換器

基于DSP/FPGA的多波形數(shù)字脈沖壓縮系統(tǒng)硬件的研究與實現(xiàn)

現(xiàn)代雷達系統(tǒng)廣泛采用脈沖壓縮技術，用以解決作用距離與分辨能力之間的矛盾。脈沖壓縮是指雷達通過發(fā)射寬脈沖，保證足夠的最大作用距離，而接收時，采用相應的脈沖壓縮法獲得窄脈沖以提高距離分辨率的過程。同時，數(shù)字信號處理技術的迅猛發(fā)展和廣泛應用，為雷達脈沖壓縮處理的數(shù)字化實現(xiàn)提供了可能。本文主要研究雷達多波形頻域數(shù)字脈沖壓縮系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)實現(xiàn)。在匹配濾波理論的指導下，成功研制了基于FPGAEP1K100QC208-1和4片高性能ADSP21160M的多波形頻域數(shù)字脈沖壓縮系統(tǒng)。該系統(tǒng)可處理時寬在42μs以內(nèi)、帶寬在5MHz以下的線性調(diào)頻信號(LFM)，非線性調(diào)頻信號(NLFM)和Taylor四相碼信號，且技術指標完全滿足實用系統(tǒng)的設計要求。本文完成的主要工作和創(chuàng)新之處有：(1)基于雙通道模數(shù)轉換器AD10242設計高精度數(shù)據(jù)采集電路，為整個脈壓系統(tǒng)的工作提供必要的條件。完成了前端模擬信號輸入電路的優(yōu)化和差分輸入時鐘的產(chǎn)生，以實現(xiàn)高精度采樣。 (2)根據(jù)協(xié)議和脈壓系統(tǒng)的工作要求，以基于FPGAEP1K100QC208完成系統(tǒng)控制，使整個脈壓系統(tǒng)正確穩(wěn)定地工作。同時以該FPGA生成雙口RAM，實現(xiàn)數(shù)據(jù)暫存，以匹配采樣速率和脈壓系統(tǒng)頻率。 (3)設計基于4片高性能ADSP21160M的緊耦合并行處理系統(tǒng)，以完成多波形頻域數(shù)字脈沖壓縮的全部運算工作。4片DSP共享外部總線，且各DSP以鏈路口互連，進行數(shù)據(jù)通信。各DSP還使用一個鏈路口連接到接口板DSP，將脈壓結果送出。 (4)以一片ADSP21160M和一片EP1K100QC208為核心，設計輸出板電路，完成數(shù)據(jù)對齊、求模和數(shù)據(jù)向下一級的輸出，并產(chǎn)生模擬輸出。 (5)調(diào)試并改進處理板和輸出板。

標簽： FPGA DSP 多波形壓縮系統(tǒng)

上傳時間： 2013-06-11

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基于FPGA的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的SOPC實現(xiàn)

本課題完成了基于FPGA的數(shù)據(jù)采集器以及IIC總線的模數(shù)轉換器部分、通訊部分的電路設計。其中FPGA采用Xilinx公司Spartan-Ⅱ系列的XC2S100芯片，在芯片中嵌入32位軟處理器MicroBlaze;ⅡC總線的模數(shù)轉換采用Microchip公司的MCP3221芯片，通訊部分則在FPGA片內(nèi)用VHDL語言實現(xiàn)。通過上述設計實現(xiàn)了“準單片化”的模擬量和數(shù)字量的數(shù)據(jù)采集和處理。所設計的數(shù)據(jù)采集器可以和結構類似的上位機通訊，本課題完成了在上位機中用VHDL語言實現(xiàn)的通信電路模塊。通過上述兩部分工作，將微處理器、數(shù)據(jù)存儲器、程序存儲器等數(shù)字邏輯電路均集成在同一個FPGA內(nèi)部，形成一個可編程的片上系統(tǒng)。FPGA片外僅為模擬器件和開關量驅動芯片。FPGA內(nèi)部的硬件電路采用VHDL語言編寫；MCU軟核工作所需要的程序采用C語言編寫。多臺數(shù)據(jù)采集器與服務器構成數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。服務器端軟件用VB開發(fā)，既可以將實時采集的數(shù)據(jù)以數(shù)字方式顯示，也可以用更加直觀的曲線方式顯示。由于數(shù)據(jù)采集器是所有自控類系統(tǒng)所必需的電路模塊，所以一個通用的片上系統(tǒng)設計可以解決各類系統(tǒng)的應用問題，達到“設計復用”(DesignReuse)的目的。采用基于FPGA的SOPC設計的更加突出的優(yōu)點是不必更換芯片就可以實現(xiàn)設計的改進和升級，同時也可以降低成本和提高可靠性。

標簽： FPGA SOPC 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

上傳時間： 2013-07-12

上傳用戶：a155166
基于ARMLinux的多道脈沖幅度分析器數(shù)字系統(tǒng)設計

隨著電子技術的不斷發(fā)展，各種智能核儀器逐步走向自動化、智能化、數(shù)字化和便攜式的方向發(fā)展。針對傳統(tǒng)的多道脈沖幅度分析器體積大，人機交互不友好，不方便現(xiàn)場分析等的缺陷[5]。新型的高速、集成度高、界面友好的多道脈沖幅度分析器的陸續(xù)出現(xiàn)填補了這一缺點。隨著電子技術的發(fā)展，以ARM為核的處理器技術的應用領域不斷擴大，相比較單片機而言，它的主頻高、運算速度快，可以滿足多道脈沖幅度分析器的苛刻的時間上的要求。而且ARM處理器功耗小，適合于功耗要求比較苛刻的地方，這些方面的特點正好滿足了便攜式多道脈沖幅度分析器野外勘察的要求。同時，由于以ARM為核的處理器具有豐富的外設資源，這樣就簡化了外設電路及芯片的使用，降低了功耗并增強了產(chǎn)品的信賴性。另外，ARM芯片可以方便的移植操作系統(tǒng)，為多道脈沖幅度分析器多任務的管理和并行的處理，甚至硬實時功能的實現(xiàn)提供了前提。而且在ARM平臺使用嵌入式linux操作系統(tǒng)使多道脈沖幅度分析器的軟件易于升級。智能化和小型化是多道脈沖幅度分析器的發(fā)展趨勢。智能化要求系統(tǒng)的自動化程度高、操作簡便、容錯性好。智能化除了需要控制軟件外，還需要軟件命令的執(zhí)行者即硬件控制電路來實現(xiàn)相應的控制邏輯，兩者的結合才能真正的實現(xiàn)智能化。小型化要求系統(tǒng)的體積小、功耗小、便于攜帶；小型化除了要求采用微功耗的器件，還要求電路板的尺寸盡量的小且所用元件盡量的少，但小型化的同時必須保持系統(tǒng)的智能化，即不能減少智能化所要求的復雜的邏輯和時序的控制功能。為此采用高集成度的ARM芯片實現(xiàn)控制電路能滿意地同時滿足智能化和小型化的要求。在研制的多道脈沖幅度分析器中，幾乎所有的控制都可以用控制芯片來實現(xiàn)，如閾值設定、自動穩(wěn)譜以及多道數(shù)據(jù)采集，在節(jié)省了元件的數(shù)目和電路板的尺寸的同時仍能保持系統(tǒng)的智能化程度。 Linux內(nèi)核精簡而高效，可修改性強，支持多種體系結構的處理器等，使得它是一個非常適合于嵌入式開發(fā)和應用的操作系統(tǒng)。嵌入式Linux可以運行的硬件平臺十分廣泛，從x86、MIPS、POWERPC到ARM，以及其他許多硬件體系結構。目前在世界范圍內(nèi)，ARM體系結構的SOC逐漸占領32位嵌入式微處理器市場，ARM處理器及技術的應用幾乎已經(jīng)深入到各個領域，例如：工業(yè)控制，無線通訊，網(wǎng)絡，消費類電子，成像等。本課題采用三星公司生產(chǎn)的ARM(Advanced RISC Machines，先進精簡指令集機器)芯片S3C2410A設計并研制了一種便攜式的核數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計方案。利用ARM芯片豐富的外設資源對傳統(tǒng)的多道脈沖幅度分析器進行改進和簡化。系統(tǒng)由前端探測器系統(tǒng)，以及由線性脈沖放大器、甄別電路、控制電路、采樣保持電路組成的前置電路，中央處理器模塊，顯示模塊，用戶交互模塊，存儲模塊，網(wǎng)絡傳輸模塊等多個模塊組成。本設計基于ARM9芯片S3C2410，并在此平臺上移植了嵌入式linux操作系統(tǒng)來進行任務的調(diào)度和處理等。電路板核心板部分設計采用6層PCB板結構，這樣增加了系統(tǒng)可靠性，提高了電磁兼容的穩(wěn)定性。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是多道脈沖幅度分析器的核心，A/D轉換直接使用了S3C2410內(nèi)置的ADC(Analog to Digital Converter,模數(shù)轉換器)，在2.5 MHz的轉換時鐘下最大轉換速度500 KSPS(Kilo-Samples per second,千采樣點每秒)，滿足了系統(tǒng)最低轉換時間≤5 μs的要求，并且控制簡單，簡化了外部接口電路。由于SD(Secure Digital Card，安全數(shù)碼卡)卡存儲容量大、攜帶方便、成本低等優(yōu)點，所以設計中采用其作為外部的數(shù)據(jù)存儲設備,其驅動部分采用SD卡軟件包，為開發(fā)帶來了方便。本設計采用640*480的6.4寸LCD(Liquid Crystal Display，液晶顯示)屏作為人機交互的顯示部分，并且通過Qt/Embedded為系統(tǒng)提供圖形用戶界面的應用框架和窗口系統(tǒng)。其中包括了波形顯示部分和用戶菜單設置部分，這樣方便了用戶操作。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存取方面是基于SQLite嵌入式小型數(shù)據(jù)庫而進行的。為了方便數(shù)據(jù)向上位機的傳輸，系統(tǒng)設計中采用XML(Extensible Markup Language，可擴展標記語言)格式來組織傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，通過基于TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)協(xié)議的Linux下Socket套接字編程，來進行與上位機或PC(Personal Computer,個人計算機或桌面機)等的連接和數(shù)據(jù)傳輸。

標簽： ARMLinux 多道分析器脈沖幅度

上傳時間： 2013-04-24

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基于ARM的時差法超聲波流量計研制

超聲波流量計以非接觸、精度高、使用方便等優(yōu)點，在氣象、石油、化工、醫(yī)藥、水資源管理等領域獲得了廣泛的應用。近年來，隨著數(shù)字處理技術和微處理器技術的發(fā)展，超聲波流量計作為一種測量儀表也得到了長足進步。本課題將ARM微控制器用于流量測量儀表的研制，拓展了儀表的開發(fā)空間，符合嵌入式技術的發(fā)展方向。本文詳細介紹了超聲波時差法流量測量原理及基于LPC2214的超聲波流量計系統(tǒng)設計方案和軟硬件實現(xiàn)方法，并對測時算法進行了詳細討論。通過分析和借鑒國外超聲波流量測量的先進技術和方法，得出了改進的時差法測量方案。系統(tǒng)硬件設計了超聲波發(fā)射、接收及放大電路，采用高速模數(shù)轉換器數(shù)字化接收信號，并對ARM系統(tǒng)電路中的電源電路，存儲器電路，通信接口電路等進行了詳細介紹。系統(tǒng)軟件詳細分析了嵌入式操作系統(tǒng)uClinux的移植方法，給出構建ARM-uClinux平臺的步驟，并基于此平臺，完成了系統(tǒng)軟件設計。測時算法運用數(shù)字濾波技術提高信號信噪比，采用方差比檢驗方法和插值算法，提高測時定位精度。系統(tǒng)設計良好的人機交互界面和通信調(diào)試接口，提高了ARM系統(tǒng)的軟件開發(fā)調(diào)試效率；在保證流量計系統(tǒng)功能的同時，盡量簡化硬件電路設計，降低研制成本，使設計更具合理性。

標簽： ARM 時差法超聲波流量計

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：mosliu
WiMAX接收機中AGC的算法研究和FPGA實現(xiàn)

用戶對寬帶無線接入業(yè)務、尤其是對于寬帶無線化以及移動化的需求日益增加,使無線寬帶接入技術WiMAX(World interoperability for Microwave Access,即全球微波接入互操作性技術)應運而生、迅猛發(fā)展,成為這兩年業(yè)界關注的焦點。除了通常的互聯(lián)網(wǎng)接入應用外,它還將在提供IPTV和VOIP等寬帶業(yè)務方面取得成功,它還有可能成為一種先進的4G蜂窩電話技術。WiMAX未來將進入蜂窩電話、筆記本電腦和機頂盒等應用中。本文在介紹WiMAX傳輸標準802.16d基礎上,詳細闡述了WiMAX接收機中信道解調(diào)芯片中的自動增益控制(Automatic Gain Control,AGC)部分。首先介紹了自動增益控制系統(tǒng)的基本組成和其主要特性指標,通過對一個步進式AGC的分析,得到AGC模型的輸出公式。然后針對WiMAX接收機內(nèi)AGC系統(tǒng)中的模數(shù)轉換器以及AGC電路進行介紹和理論分析。本文采用SPW(Signal Processing WorkSystem)模型對AGC電路基本結構的算法分析,并結合仿真結果對AGC電路做了詳盡解說并對參數(shù)進行了解釋說明。最后給出了基于SPW和FPGA(Field Programmable Gate Array)驗證的結果。通過SPW對AGC進行了單獨的性能測試,并結合整個系統(tǒng)的性能測試來說明AGC可以和系統(tǒng)的其他模塊協(xié)同工作。在FPGA測試中,可以證明用Verilog實現(xiàn)后AGC也同樣能較好的工作。本文實現(xiàn)的基于導頻的步進式的數(shù)字AGC是針對WiMAX系統(tǒng)的自動增益控制電路提出的解決方案。此算法結合WiMAX系統(tǒng)的傳輸方式,提出的算法具有迅速鎖定信號的特點,能夠滿足WiMAX系統(tǒng)的要求。同時,由于各種關鍵參數(shù)設計為寄存器可配的方式,具有很好的靈活性,也就具有了更高的移植性,可以作為一種通用的數(shù)字AGC算法。

標簽： WiMAX FPGA AGC 接收

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：zhanditian
數(shù)字電路基礎總結

《數(shù)字電路基礎》是通信、電子信息等相關專業(yè)的基礎課教材，全書共分7章，主要內(nèi)容有：數(shù)字邏輯基礎、組合邏輯電路、時序邏輯電路、脈沖信號的產(chǎn)生與變換電路、半導體存儲器、數(shù)模與模數(shù)轉換器、PLD和Verilog-HDL簡介，各章配有例題、小結及習題。《數(shù)字電路基礎》內(nèi)容豐富、結構合理、實用性強，既可作為通信、電子信息等相關專業(yè)的專科、本科教材，也可以作為從事相關專業(yè)的技術人員參考書。

標簽： 數(shù)字電路基礎

上傳時間： 2013-04-24

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AD芯片大全

AD系列芯片 1.模數(shù)轉換器 AD1380JD 16位 20us高性能模數(shù)轉換器(民用級) AD1380KD 16位 20us高性能模數(shù)轉換器(民用級) AD1671JQ 12位 1.25MHz采樣速率帶寬2MHz模數(shù)轉換器(民用級) AD1672AP 12位 3MHz采樣速率帶寬20MHz單電源模數(shù)轉換器(工業(yè)級) AD1674JN 12位 100KHz采樣速率帶寬500KHz模數(shù)轉換器(民用級) AD1674AD 12位 100KHz采樣速率帶寬500KHz模數(shù)轉換器(工業(yè)級)

標簽： AD芯片

上傳時間： 2013-05-19

上傳用戶：ljmwh2000
高精度地震勘探數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

本文分析了當代高精度地震勘探數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，研究了數(shù)據(jù)采集的A/D方法及理論、現(xiàn)場可編程門陣列(Field Programmable GateArray，F(xiàn)PGA)技術的發(fā)展及原理，串口通信的原理及實現(xiàn)。在此基礎上，探討了采用FPGA控制24位△∑模數(shù)轉換器來實現(xiàn)高精度地震勘探數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的實現(xiàn)思路，對探測傳感器或檢波器后端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的信號A/D轉換、FPGA與外部接口設計、串口數(shù)據(jù)通信做了詳細的研究，尤其是在用FPGA來完成與外部ADC的接口控制上做了深入的開發(fā)和設計，整個接口控制模塊采用VHDL語言編寫，并同時將ROM、FIFO等數(shù)字邏輯模塊一起集成到一片F(xiàn)PGA芯片當中，并在Quartus Ⅱ6.0的開發(fā)平臺上通過了軟件仿真，時序仿真結果達到了系統(tǒng)要求。

標簽： 高精度地震勘探數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

上傳時間： 2013-05-21

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AD574在數(shù)據(jù)采集中的應用

論述了AD574逐次逼近型12位模數(shù)轉換器的原理、應用以及與單片機所構成的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),分析了系統(tǒng)的硬件、軟件結構和具體操作,給出了AD574與AT89C51單片機的接口線路圖.

標簽： 574 AD 數(shù)據(jù)采集中的應用

上傳時間： 2013-05-23

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基于FPGA的CCD探測系統(tǒng)

隨著圖像采集系統(tǒng)的廣泛應用，人們對CCD探測系統(tǒng)的要求日益提高。傳統(tǒng)的CCD探測系統(tǒng)由于結構復雜，造價較高，己不能滿足日益廣泛的應用需要。本文設計了一套基于單片F(xiàn)PGA的小型化與經(jīng)濟化的CCD探測系統(tǒng)，能夠滿足空間光強的測量并實現(xiàn)光信號的識別和處理。　　本文研究了CCD探測系統(tǒng)的基本結構。設計了基于單片F(xiàn)PGA的CCD探測系統(tǒng)的硬件電路原理圖，完成了硬件電路板制作與調(diào)試。系統(tǒng)FPGA選用Altera公司的低成本FPGA芯片EP2C20Q240，電路板采用雙層板設計，實現(xiàn)了CCD探測系統(tǒng)的小型化與經(jīng)濟化的目標。利用FPGA器件實現(xiàn)了CCD驅動時序脈沖的設計、實現(xiàn)了單采樣與相關雙采樣的控制程序設計，利用FPGA的數(shù)字信號處理功能實現(xiàn)了相關雙采樣的信號處理。基于FPGA的可編程特性，在不改變外部電路的基礎上，通過程序的改變，對CCD驅動頻率、模數(shù)轉換器采樣時刻的選擇進行方便調(diào)節(jié)。系統(tǒng)與上位機的數(shù)據(jù)傳輸接口采用了網(wǎng)絡傳輸方案，充分發(fā)揮了網(wǎng)絡傳輸?shù)倪h距離傳輸、遠程訪問、信息共享等優(yōu)勢，系統(tǒng)采用基于FPGA的NiosⅡ嵌入式處理器系統(tǒng)，通過對其應用軟件的開發(fā)，實現(xiàn)了系統(tǒng)與上位機之間數(shù)據(jù)的可靠性傳輸。

標簽： FPGA CCD 探測系統(tǒng)

上傳時間： 2013-08-06

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