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波導器件

高速FPGA在激光回波檢測中的應用

激光測距是激光技術在軍事上最早和最成熟的應用，自1961．年美國休斯飛機公司研制成功世界上第一臺激光測距機之后，激光測距技術發展迅速。如今，它已經被廣泛運用于軍用領域和民用領域。為了進一步提高我國激光測距水平，研制更高性能激光測距機依然是我國國防科技研究中的重要課題之一。其中，測距精度是激光測距機的一個重要參數。而激光測距機能否準確的檢測激光回波信號將直接影響測距精度。脈沖激光測距系統主要包括激光發射子系統、激光回波探測子系統、回波檢測與主控子系統、終端顯示子系統等組成。其中設計高精度激光回波檢測與主控子系統是實現高精度激光測距的核心問題。傳統激光回波檢測與主控子系統通常采用分立元件和小規模集成電路設計，電路復雜且精度較低。隨著數字電路設計技術的發展，已出現大規模可編程邏輯器件FPGA(現場可編程門陣列)和CPLD(復雜可編程邏輯器件)。采用FPGA代替傳統的分立元件和小規模集成電路來設計激光回波檢測與主控子系統，不僅提高了回波檢測精度，同時簡化了整個測距系統的設計。本文研究了將激光回波信號直接送入FPGA進行檢測的方案。同時，采用這種方案設計了一種激光回波檢測系統，并把它成功運用在一引信項目中。這種方案電路設計簡單，易于實現。在實際應用中，由于激光回波探測子系統只是完成由光信號到電信號的轉換及簡單放大，理論分析和試驗結果均表明，采用該方案進行回波檢測的精度較低，這種回波檢測方法也只能應用在測距精度要求低的項目中。為了滿足另一高精度測距項目的需要，在FPGA直接進行激光回波檢測方案的基礎上，設計了一種高精度激光回波檢測系統。文中介紹了其實現原理，理論上分析了該系統所能達到的回波檢測精度及整機測距系統的測距精度。與第一種方案相比，該方案引入了超高速數據采集電路。由于采樣速率高達lGsps，該方案實現的難點在于如何保證數據采集電路的穩定工作。文中從總體方案的設計，到器件的選型，硬件電路板的實現等方面做了詳細的闡述，最終完成了系統硬件電路設計。接著介紹了系統程序設計。后面給出了試驗測試結果，該系統工作穩定，性能良好。系統設計中引入的超高速數據采集電路有著廣泛的應用，為其他相關設計提供了參考。最后，對全文做了工作總結，并給出了接下來的后續工作與展望。本文在高速FPGA對激光回波信號檢測方向取得了一定的成果，為進一步研究提供了參考價值。

標簽： FPGA 激光回波中的應用

上傳時間： 2013-06-13

上傳用戶：cy1109
小波變換研究及其FPGA實現

傅里葉變換是信號處理領域中較完善、應用較廣泛的一種分析手段.但傅里葉變換只是一種時域或頻域的分析方法,它要求信號具有統計平穩,即時不變的特性.但是實際應用中存在很多非平穩信號,它們并不能很好的用傅立葉變換來處理.小波變換的出現解決了這個問題,它在處理非平穩信號方面具有傅立葉變換無法比擬的優越性.小波變換在通信技術、信號處理、地球物理、水利電力、醫療等領域中獲得了日益廣泛的應用.小波變換的研究成為了當今學術界的一個熱點.隨著現代數字信號處理朝著高速實時的方向發展,純軟件的程序式信號處理方法越來越不能滿足實際應用的需求,因此人們希望用硬件電路來實現高速信號處理問題.基于以上原因,該文在研究了小波變換的基本理論和特點的基礎上,重點研究了小波變換的VLSI電路構架,并用FPGA實現了它的功能.毫無疑問,該文所做的具體工作在理論和實踐上都有參考價值.論文中,在簡單介紹了小波變換的基本理論、特點和應用;對信號小波變換分解,重構的MATLAB算法進行了分析,為硬件實現奠定了理論基礎.論文在研究了小波核心算法MALLAT算法的基礎上,以直觀的圖形方式描述了算法的流程圖;并由此提出了基于VLSI的電路模塊架構.根據上述模塊結構,對相關模塊進行了硬件描述語言(VERILOG-HDL)的建模,并且在仿真平臺上(ACTIVE-HDL)進行了仿真.在仿真正確的前提下,該文選用了EP20K100BC356-1V芯片作為目標器件進行了綜合和后仿真,并且將仿真結果通過MATLAB與理論參數進行了比較,結果表明設計是正確的.對設計中存在的誤差和部分模塊的進一步優化,該文也作了分析和說明,為下一步實現通用IP核設計奠定了基礎.

標簽： FPGA 小波變換

上傳時間： 2013-06-27

上傳用戶：zhaoq123
基于小波變換的圖像去噪算法研究

隨著多媒體技術的發展，數字圖像處理已經成為眾多應用系統的核心和基礎。它的發展主要依賴于兩個性質不同、自成體系但又緊密相關的研究領域：圖像處理算法及其相應的電路實現。圖像處理系統的硬件實現—般有三種方式：專用的圖像處理器件集成芯片(Application Specific Integrated Circuit)、數字信號處理器(Digital Signal Process)和現場可編程門陣列(Field Programmable Gate Array)以及相關電路組成。它們可以實時高速完成各種圖像處理算法。圖像處理中，低層的圖像預處理的數據量很大，要求處理速度快，但運算結果相對比較簡單。相對于其他兩種方式，基于FPGA的圖像處理方式的系統更適合于圖像的預處理。本文設計了—種基于FPGA的小波域圖像去噪系統。首先，闡述了基于小波變換的圖像去噪算法原理，重點討論了小波鄰域閾值(NeighShrink)去噪算法，并給出了該算法相應的Matlab 仿真；然后，為了改進鄰域閾值去噪算法中對每個分解子帶都采用相同鄰域和閾值的缺點，本文提出了基于最小二乘支持向量機(LS-SVM)分類的鄰域閾值去噪算法和以斯坦無偏估計 (SURE)為準則同時結合小波系數尺度間關系的鄰域閾值去噪算法。經Matlab實驗表明，相比于其他幾種經典算法，本文提出的兩種改進算法在濾除噪聲的同時能更好地保護圖像細節，并在較高噪聲情況下能獲得更高的峰值信噪比。在此基礎上本文將提出的改進小波鄰域閾值去噪算法進行了相應的簡化，以滿足低噪聲處理要求且易于在FPGA上實現；最后，給出了基于 FPGA的小波鄰域閾值去噪系統的總體結構和FPGA內部各功能模塊的具體實現方案，包括二維離散小波變換模塊、二維離散小波逆變換模塊、SDRAM存儲器控制模塊、去噪計算模塊和系統核心控制模塊，并對各個系統模塊和整體進行了仿真驗證，結果表明本文設計的基于FPGA 的小波鄰域閾值去噪系統能滿足實際的圖像處理要求，具有一定的理論和實際應用價值。關鍵詞：圖像處理系統，FPGA，圖像去噪算法，小波變換

標簽： 小波變換圖像去噪算法研究

上傳時間： 2013-05-16

上傳用戶：450976175
CPLD和MSP430單片機在導波雷達物位計中的應用

導波雷達物位計是一種利用時域反射原理實現的高性能物位計。為了實現導波雷達物位計這一高精度時差測量系統，采用了CPLD和MSP430單片機協同工作的電路設計。CPLD為信號收發模塊的核心，為發射電路中提供窄脈沖產生電路的周期觸發信號，并在接收電路中控制可編程延時器件AD9500實現等效時間采樣，把高頻的回波脈沖信號在時間軸上放大為低頻信號。以MSP430為核心的信號處理模塊根據收發模塊傳來的信號計算物位，并把物位信息以4~20 mA信號、串口等方式輸出，同時MSP430還對液晶屏、按鍵等外圍器件進行控制。實際試驗表明系統各模塊的工作狀態與理論分析相符。

標簽： CPLD 430 MSP 單片機

上傳時間： 2013-11-05

上傳用戶：hphh
X波段雙頻高功率返波振蕩器的數值研究

提出了采用兩段式同軸波紋慢波結構實現雙頻高功率微波輸出的相對論返波振蕩器，推導了該結構的TM0n模式色散方程，數值求解了兩段式同軸波紋慢波結構TM0n模色散曲線，分析了該器件X波段雙頻高功率微波輸出的產生機理，分析中考慮了電子注在慢波結構第二段工作效率不變和下降時的雙頻工作點情況，并運用2.5 維全電磁粒子模擬程序驗證了雙頻微波信號的可靠性。關鍵詞高功率微波；雙頻；X 波段；相對論返波振蕩器當前，應用于高功率微波效應的微波器件只有一個主頻率，已有的實驗結果表明，在現有條件下，單頻高功率微波用于攻擊敵方的電子系統所需的功率遠遠大于單只高功率微波源所能產生的功率，即破壞閾值很高[1]。但是，如果用兩個或多個頻率相近的高功率微波波束產生拍頻后用于攻擊電子系統，那么所需的功率密度將大大減小，即效應閾值大大下降，采用這種方式將有可能在現有的技術下使高功率微波實用化[2]，但是雙頻及多頻高功率微波源器件的研究目前是十分前沿的課題，處于剛起步階段，在國內外極少有報道[2～4]，因而，用單個微波源器件產生穩定輸出的雙頻甚至多頻高功率微波具有重要的實際應用價值和學術價值，是高功率微波領域又一個新興的研究方向，在高功率微波武器和新體制雷達等方面將有良好的應用前景。

標簽： X波段雙頻高功率返波振蕩

上傳時間： 2013-10-31

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波導法蘭連接的無源互調分析與測量

在衛星通信系統中，非鐵磁性微波無源器件的無源互調（PIM）問題非常嚴重，產生PIM的根源在于天線、波導法蘭等無源器件的非線性效應，例如場發射、量子隧穿、熱電子發射、電致伸縮、微放電等[1]。文中通過對波導法蘭無源互調模型的分析和測量，得出波導間接觸壓力越大，各階PIM越小；PIM階數越高，載波功率之比對其影響越大。

標簽： 波導法蘭無源互調分

上傳時間： 2014-12-29

上傳用戶：hustfanenze
本文用VHDL在CPLD器件上實現一種8 b數字頻率計測頻系統

本文用VHDL在CPLD器件上實現一種8 b數字頻率計測頻系統，能夠用十進制數碼顯示被測信號的頻率，不僅能夠測量正弦波、方波和三角波等信號的頻率，而且還能對其他多種物理量進行測量。具有體積小、可靠性高、功耗低的特點。

標簽： VHDL CPLD 器件數字頻率計

上傳時間： 2013-12-18

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本設計是關于方波發生器和音調識別器的設計

本設計是關于方波發生器和音調識別器的設計，以NE567音調解碼器為基礎器件，配上其它適當的零部件，在試驗箱上進行電路的設計連接。本文詳細介紹了LM567的內部結構、工作原理、性能指標和選擇參數以及用其所設計的頻率調制器（方波發生器）和音頻信號識別器（音調控制開關）。

標簽： 方波發生器音調識別器

上傳時間： 2014-01-12

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以CPLD器件EPM7128SLC84-15為核心實現的簡易數字頻率計

以CPLD器件EPM7128SLC84-15為核心實現的簡易數字頻率計，采用在一定時間內對數字脈沖計數的方法，可直接測量TTL電平的數字脈沖信號的頻率、周期和脈寬。其他一些信號可經過信號預處理電路變換后測量。量程：1Hz～999999Hz 輸入信號：（1）TTL電平數字脈沖信號；（2）方波/正弦波，幅度0.5~5V 顯示：七段數碼管顯示頻率（Hz）和周期/脈寬（us）控制：兩個撥碼開關切換三種工作模式：測頻率，測周期，測脈寬

標簽： CPLD 7128 EPM SLC

上傳時間： 2013-12-15

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函數發生器一般是指能自動產生正弦波、三角波、方波及鋸齒波、階梯波等電壓波形的電壓或儀器。根據用途不同

函數發生器一般是指能自動產生正弦波、三角波、方波及鋸齒波、階梯波等電壓波形的電壓或儀器。根據用途不同，有產生三種或多種波形的函數發生器，使用的器件可以是分立器件

標簽： 函數發生器三角波儀器自動

上傳時間： 2017-09-20

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