數字信號處理是信息科學中近幾十年來發展最為迅速的學科之一。常用的實現高速數字信號處理的器件有DSP和FPGA。FPGA具有集成度高、邏輯實現能力強、速度快、設計靈活性好等眾多優點，尤其在并行信號處理能力方面比DSP更具優勢。在信號處理領域，經常需要對多路信號進行采集和實時處理，為解決這一問題，本文設計了基于FPGA的數據采集和處理系統。 本文首先介紹數字信號處理系統的組成和數字信號處理的優點，然后通過FFT算法的比較選擇和硬件實現方案的比較選擇，進行總體方案的設計。在硬件方面，特別討論了信號調理模塊、模數轉換模塊、FPGA芯片配置等功能模塊的設計方案和硬件電路實現方法。信號處理單元的設計以Xilinx ISE為軟件平臺，采用VHDL和IP核的方法，設計了時鐘產生模塊、數據滑動模塊、FFT運算模塊、求模運算模塊、信號控制模塊，完成信號處理單元的設計，并采用ModelSim仿真工具進行相關的時序仿真。最后利用MATLAB對設計進行驗證，達到技術指標要求。
上傳時間： 2013-07-07
上傳用戶：小火車啦啦啦
模電ppt教學和學學習的寶典
標簽： 模電
上傳時間： 2013-12-18
上傳用戶：lansedeyuntkn
摘要: 介紹了時鐘分相技術并討論了時鐘分相技術在高速數字電路設計中的作用。 關鍵詞: 時鐘分相技術; 應用 中圖分類號: TN 79 文獻標識碼:A 文章編號: 025820934 (2000) 0620437203 時鐘是高速數字電路設計的關鍵技術之一, 系統時鐘的性能好壞, 直接影響了整個電路的 性能。尤其現代電子系統對性能的越來越高的要求, 迫使我們集中更多的注意力在更高頻率、 更高精度的時鐘設計上面。但隨著系統時鐘頻率的升高。我們的系統設計將面臨一系列的問 題。 1) 時鐘的快速電平切換將給電路帶來的串擾(Crosstalk) 和其他的噪聲。 2) 高速的時鐘對電路板的設計提出了更高的要求: 我們應引入傳輸線(T ransm ission L ine) 模型, 并在信號的匹配上有更多的考慮。 3) 在系統時鐘高于100MHz 的情況下, 應使用高速芯片來達到所需的速度, 如ECL 芯 片, 但這種芯片一般功耗很大, 再加上匹配電阻增加的功耗, 使整個系統所需要的電流增大, 發 熱量增多, 對系統的穩定性和集成度有不利的影響。 4) 高頻時鐘相應的電磁輻射(EM I) 比較嚴重。 所以在高速數字系統設計中對高頻時鐘信號的處理應格外慎重, 盡量減少電路中高頻信 號的成分, 這里介紹一種很好的解決方法, 即利用時鐘分相技術, 以低頻的時鐘實現高頻的處 理。 1 時鐘分相技術 我們知道, 時鐘信號的一個周期按相位來分, 可以分為360°。所謂時鐘分相技術, 就是把 時鐘周期的多個相位都加以利用, 以達到更高的時間分辨。在通常的設計中, 我們只用到時鐘 的上升沿(0 相位) , 如果把時鐘的下降沿(180°相位) 也加以利用, 系統的時間分辨能力就可以 提高一倍(如圖1a 所示)。同理, 將時鐘分為4 個相位(0°、90°、180°和270°) , 系統的時間分辨就 可以提高為原來的4 倍(如圖1b 所示)。 以前也有人嘗試過用專門的延遲線或邏輯門延時來達到時鐘分相的目的。用這種方法產生的相位差不夠準確, 而且引起的時間偏移(Skew ) 和抖動 (J itters) 比較大, 無法實現高精度的時間分辨。 近年來半導體技術的發展, 使高質量的分相功能在一 片芯片內實現成為可能, 如AMCC 公司的S4405, CY2 PRESS 公司的CY9901 和CY9911, 都是性能優異的時鐘 芯片。這些芯片的出現, 大大促進了時鐘分相技術在實際電 路中的應用。我們在這方面作了一些嘗試性的工作: 要獲得 良好的時間性能, 必須確保分相時鐘的Skew 和J itters 都 比較小。因此在我們的設計中, 通常用一個低頻、高精度的 晶體作為時鐘源, 將這個低頻時鐘通過一個鎖相環(PLL ) , 獲得一個較高頻率的、比較純凈的時鐘, 對這個時鐘進行分相, 就可獲得高穩定、低抖動的分 相時鐘。 這部分電路在實際運用中獲得了很好的效果。下面以應用的實例加以說明。2 應用實例 2. 1 應用在接入網中 在通訊系統中, 由于要減少傳輸 上的硬件開銷, 一般以串行模式傳輸 圖3 時鐘分為4 個相位 數據, 與其同步的時鐘信號并不傳輸。 但本地接收到數據時, 為了準確地獲取 數據, 必須得到數據時鐘, 即要獲取與數 據同步的時鐘信號。在接入網中, 數據傳 輸的結構如圖2 所示。 數據以68MBös 的速率傳輸, 即每 個bit 占有14. 7ns 的寬度, 在每個數據 幀的開頭有一個用于同步檢測的頭部信息。我們要找到與它同步性好的時鐘信號, 一般時間 分辨應該達到1ö4 的時鐘周期。即14. 7ö 4≈ 3. 7ns, 這就是說, 系統時鐘頻率應在300MHz 以 上, 在這種頻率下, 我們必須使用ECL inp s 芯片(ECL inp s 是ECL 芯片系列中速度最快的, 其 典型門延遲為340p s) , 如前所述, 這樣對整個系統設計帶來很多的困擾。 我們在這里使用鎖相環和時鐘分相技術, 將一個16MHz 晶振作為時鐘源, 經過鎖相環 89429 升頻得到68MHz 的時鐘, 再經過分相芯片AMCCS4405 分成4 個相位, 如圖3 所示。 我們只要從4 個相位的68MHz 時鐘中選擇出與數據同步性最好的一個。選擇的依據是: 在每個數據幀的頭部(HEAD) 都有一個8bit 的KWD (KeyWord) (如圖1 所示) , 我們分別用 這4 個相位的時鐘去鎖存數據, 如果經某個時鐘鎖存后的數據在這個指定位置最先檢測出這 個KWD, 就認為下一相位的時鐘與數據的同步性最好(相關)。 根據這個判別原理, 我們設計了圖4 所示的時鐘分相選擇電路。 在板上通過鎖相環89429 和分相芯片S4405 獲得我們所要的68MHz 4 相時鐘: 用這4 個 時鐘分別將輸入數據進行移位, 將移位的數據與KWD 作比較, 若至少有7bit 符合, 則認為檢 出了KWD。將4 路相關器的結果經過優先判選控制邏輯, 即可輸出同步性最好的時鐘。這里, 我們運用AMCC 公司生產的 S4405 芯片, 對68MHz 的時鐘進行了4 分 相, 成功地實現了同步時鐘的獲取, 這部分 電路目前已實際地應用在某通訊系統的接 入網中。 2. 2 高速數據采集系統中的應用 高速、高精度的模擬- 數字變換 (ADC) 一直是高速數據采集系統的關鍵部 分。高速的ADC 價格昂貴, 而且系統設計 難度很高。以前就有人考慮使用多個低速 圖5 分相技術應用于采集系統 ADC 和時鐘分相, 用以替代高速的ADC, 但由 于時鐘分相電路產生的相位不準確, 時鐘的 J itters 和Skew 比較大(如前述) , 容易產生較 大的孔徑晃動(Aperture J itters) , 無法達到很 好的時間分辨。 現在使用時鐘分相芯片, 我們可以把分相 技術應用在高速數據采集系統中: 以4 分相后 圖6 分相技術提高系統的數據采集率 的80MHz 采樣時鐘分別作為ADC 的 轉換時鐘, 對模擬信號進行采樣, 如圖5 所示。 在每一采集通道中, 輸入信號經過 緩沖、調理, 送入ADC 進行模數轉換, 采集到的數據寫入存儲器(M EM )。各個 采集通道采集的是同一信號, 不過采樣 點依次相差90°相位。通過存儲器中的數 據重組, 可以使系統時鐘為80MHz 的采 集系統達到320MHz 數據采集率(如圖6 所示)。 3 總結 靈活地運用時鐘分相技術, 可以有效地用低頻時鐘實現相當于高頻時鐘的時間性能, 并 避免了高速數字電路設計中一些問題, 降低了系統設計的難度。
上傳時間： 2013-12-17
上傳用戶：xg262122
詳細分析了移相全橋電路初次級噪聲源和噪聲傳播路徑的特點。針對初級共模噪聲的特點, 分析了為改善初級共模噪音而提供的旁路回路和良好屏蔽措施等的有效性; 研究了變壓器次級繞組對屏蔽層形成不對稱分布電容的原因及其對次級噪聲的影響。從高頻變壓器結構出發, 給出了幾種改進變壓器結構的方案; 改善了次級繞組對屏蔽層分布電容不平衡的情況, 實驗驗證了分析結果。
上傳時間： 2014-03-30
上傳用戶：semi1981
基于STC89C51與AD轉換器ADC0809芯片，可以測量8路 0--5V的電壓值，并在四位LED數碼管上輪流顯示或單路選擇顯示。 原理圖+源程序。
上傳時間： 2013-11-07
上傳用戶：peterli123456
TLC2543是TI公司的12位串行模數轉換器，使用開關電容逐次逼近技術完成A/D轉換過程。由于是串行輸入結構，能夠節省51系列單片機I/O資源；且價格適中，分辨率較高，因此在儀器儀表中有較為廣泛的應用。 TLC2543的特點 （1）12位分辯率A/D轉換器； （2）在工作溫度范圍內10μs轉換時間； （3）11個模擬輸入通道； （4）3路內置自測試方式； （5）采樣率為66kbps； （6）線性誤差±1LSBmax； （7）有轉換結束輸出EOC； （8）具有單、雙極性輸出； （9）可編程的MSB或LSB前導； （10）可編程輸出數據長度。 TLC2543的引腳排列及說明 TLC2543有兩種封裝形式：DB、DW或N封裝以及FN封裝，這兩種封裝的引腳排列如圖1，引腳說明見表1 TLC2543電路圖和程序欣賞 #include<reg52.h> #include<intrins.h> #define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit clock=P1^0; sbit d_in=P1^1; sbit d_out=P1^2; sbit _cs=P1^3; uchar a1,b1,c1,d1; float sum,sum1; double sum_final1; double sum_final; uchar duan[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}; uchar wei[]={0xf7,0xfb,0xfd,0xfe}; void delay(unsigned char b) //50us { unsigned char a; for(;b>0;b--) for(a=22;a>0;a--); } void display(uchar a,uchar b,uchar c,uchar d) { P0=duan[a]|0x80; P2=wei[0]; delay(5); P2=0xff; P0=duan[b]; P2=wei[1]; delay(5); P2=0xff; P0=duan[c]; P2=wei[2]; delay(5); P2=0xff; P0=duan[d]; P2=wei[3]; delay(5); P2=0xff; } uint read(uchar port) { uchar i,al=0,ah=0; unsigned long ad; clock=0; _cs=0; port<<=4; for(i=0;i<4;i++) { d_in=port&0x80; clock=1; clock=0; port<<=1; } d_in=0; for(i=0;i<8;i++) { clock=1; clock=0; } _cs=1; delay(5); _cs=0; for(i=0;i<4;i++) { clock=1; ah<<=1; if(d_out)ah|=0x01; clock=0; } for(i=0;i<8;i++) { clock=1; al<<=1; if(d_out) al|=0x01; clock=0; } _cs=1; ad=(uint)ah; ad<<=8; ad|=al; return(ad); } void main() { uchar j; sum=0;sum1=0; sum_final=0; sum_final1=0; while(1) { for(j=0;j<128;j++) { sum1+=read(1); display(a1,b1,c1,d1); } sum=sum1/128; sum1=0; sum_final1=(sum/4095)*5; sum_final=sum_final1*1000; a1=(int)sum_final/1000; b1=(int)sum_final%1000/100; c1=(int)sum_final%1000%100/10; d1=(int)sum_final%10; display(a1,b1,c1,d1); } }
上傳時間： 2013-11-19
上傳用戶：shen1230
介紹了一種基于C8051F020單片機的多路壓力測量儀。該測量儀選用電阻應變式壓力傳感器采集壓力信號，并經放大電路處理后送入C8051F020單片機，再由C8051F020單片機內部的A/D轉換器將采集到的壓力信號進行模數轉化，然后分別對數據進行存儲和顯示。該測量儀能測量6路壓力信號，并且各測量點都能單獨檢測和設置。由于采用了C8051F020單片機，簡化了硬件電路，增強了抗干擾能力，使得測量儀具有測量精度高，沖擊小等特點。 Abstract: A measurement apparatus for multi-channel pressure based on single chip microcomputer is introduced.It can measure 6 channels signal of the pressure，and the pressure measure points can be detection and located individually.The pressure signal sampling is obtained by resistor stress-type pressure sensors，the digital signals of 6 channels are collected through amplifying and adjustment circuit of pressure signals and internal integrated A/D converter of MCU.Finally，and it realizes the function to store and display data separately.C8051F020 was used to made hardware circuit simple，and it also enhanced the anti-interference ability.It features high precision and little impact.
上傳時間： 2013-11-16
上傳用戶：yare
設計了一種基于C8051F005 單片機控制多路PZT(壓電陶瓷)的驅動電路，采用串行數據傳輸的方法，利用新型數模轉換器AD5308 具有8 通道DAC 輸出的特性，極大的簡化了電路設計，給出了硬件系統設計和軟件流程圖以及主要的軟件模塊設計。本電路主要用于自適應光學合成孔徑成像相位實時校正系統中。結果表明，該電路可以成功為12 路PZT 提供所需的驅動電壓。
上傳時間： 2013-10-19
上傳用戶：pans0ul
多路電壓采集系統一、實驗目的１．熟悉可編程芯片ADC0809，8253的工作過程，掌握它們的編程方法。２．加深對所學知識的理解并學會應用所學的知識，達到在應用中掌握知識的目的。 二、實驗內容與要求1．基本要求通過一個A/D轉換器循環采樣4路模擬電壓，每隔一定時間去采樣一次，一次按順序采樣4路信號。A/D轉換器芯片AD0809將采樣到的模擬信號轉換為數字信號，轉換完成后，CPU讀取數據轉換結果，并將結果送入外設即CRT/LED顯示，顯示包括電壓路數和數據值。2． 提高要求 (1) 可以實現循環采集和選擇采集2種方式。（2）在CRT上繪制電壓變化曲線。 三、實驗報告要求 １．設計目的和內容 ２．總體設計 ３．硬件設計：原理圖（接線圖）及簡要說明 ４．軟件設計框圖及程序清單５．設計結果和體會（包括遇到的問題及解決的方法） 四、總體設計設計思路如下：1) 4路模擬電壓信號通過4個電位器提供0-5V的電壓信號。2) 選擇ADC0809芯片作為A/D轉換器，4路輸入信號分別接到ADC0809的IN0—IN4通道，每隔一定的時間采樣一次，采完一路采集下一路，4路電壓循環采集。3) 利用3個LED數碼管顯示數據，1個數碼管用來顯示輸入電壓路數，3個數碼管用來顯示電壓采樣值。4) 延時由8253定時/計數器來實現。 五、硬件電路設計根據設計思路，硬件主要利用了微機實驗平臺上的ADC0809模數轉換器、8253定時/計數器以及LED顯示輸出等模塊。電路原理圖如下：1．基本接口實驗板部分1) 電位計模塊，4個電位計輸出4路1－5V的電壓信號。2) ADC0809模數轉換器，將4路電壓信號接到IN0－IN3，ADD_A、ADD_B、ADD_C分別接A0、A1、A2，CS_AD接CS0時，4個采樣通道對應的地址分別為280H—283H。3) 延時模塊，8253和8255組成延時電路。8255的PA0接到8253的OUT0，程序中查詢計數是否結束。硬件電路圖如圖1所示。 圖1 基本實驗板上的電路圖實驗板上的LED顯示部分實驗板上主要用到了LED數碼管顯示電路，插孔CS1用于數碼管段碼的輸出選通，插孔CS2用于數碼管位選信號的輸出選通。電路圖如圖2所示。
上傳時間： 2013-11-06
上傳用戶：sunchao524
一種通用的工控PLC以及集控系統的輸出控制模塊。模組串接供電可擴展至40路常開或常閉輸出。采用高密度安裝結構，可適用于緊湊型車載移動設備或中央集控中心。
上傳時間： 2013-11-02
上傳用戶：toyoad
