本論文設(shè)計了一種基于FPGA的高速FIR數(shù)字濾波器,濾波器實現(xiàn)低通濾波,截止頻率為1MHz,通帶波紋小于1 dB,阻帶最大衰減為-40 dB,輸入輸出數(shù)據(jù)為8位二進制,采樣頻率為10MHz。 論文首先簡要介紹了數(shù)字濾波器的基本原理和線性FIR數(shù)字濾波器的性質(zhì)、結(jié)構(gòu),根據(jù)濾波器的性能要求選擇窗函數(shù)、確定系數(shù),在算法上為了滿足數(shù)字濾波器的要求,對系數(shù)放大512倍并取整,并用Matlab對數(shù)字濾波器原理進行了證明。同時簡述了EDA技術(shù)和FPGA設(shè)計流程。 其次,論文說明了FIR數(shù)字濾波器模塊的劃分,并用Verilog語言在Modelsim環(huán)境下進行了功能測試。對于數(shù)字濾波器系數(shù)中的-1,-2,4這些簡單的系數(shù)乘法直接進行移位和取反,可以極大的節(jié)省資源和優(yōu)化設(shè)計。而對普通系數(shù)乘法采用4-BANT(4bits-at-a-time)的并行算法,用加法累加快速實現(xiàn)了乘積的運算;另外,在本設(shè)計進行部分積累加時,采用舍取冗余位,主要是根據(jù)設(shè)計時已對系數(shù)進行了放大,而輸出時又要將結(jié)果相應(yīng)的縮小,所以在累加時,提前對部分積縮小,從而減少了運算量,從時間和資源上都得到了優(yōu)化。 論文的最后分別用Modelsim和Quartus II進行了FIR數(shù)字濾波器的前仿真和后仿真,將仿真的結(jié)果和Matlab中原理驗證時得到的理想值進行了比較,并對所產(chǎn)生的誤差進行了分析。仿真結(jié)果表明:本16階FIR數(shù)字濾波器設(shè)計能夠?qū)崿F(xiàn)截止頻率為1MHz的低通濾波,并且工作頻率可達150MHz以上。
上傳時間: 2013-05-24
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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實用技術(shù)手段,物理互連世計對信號完格性的影響,數(shù)學推導背后隱藏的解決方案,以及改進信號完整推薦的設(shè)計準則等。該書與其他大多數(shù)同類書籍相比更強調(diào)直觀理解、實用工具和工程實踐,它以入門式的切入方式,使得讀者很容易認識到物理互連影響電氣性能的實質(zhì),從而可以盡快掌握信號完整性設(shè)計技術(shù)。本書作者以實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)品負責人的一本具有實用價值的參考書,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,同時也可作為相關(guān)專業(yè)水本科生及研究生的教學指導用書
上傳時間: 2013-04-24
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在團簇與激光相互作用的研究中和在團簇與加速器離子束的碰撞研究中,需要對加速器束流或者激光束進行脈沖化與時序同步,同時用于測量作用產(chǎn)物的探測系統(tǒng)如飛行時間譜儀(TOF)等要求各加速電場的控制具有一定的時序匹配。在整個實驗中,需要用到符合要求的多路脈沖時序信號控制器,而且要求各脈沖序列的周期、占空比、重復頻率等方便可調(diào)。為此,本論文基于FPGA設(shè)計完成了一款多路脈沖時序控制電路。 本文基于Altera公司的Cyclone系列FPGA芯片EPlC3T100C8,設(shè)計出了一款可以同時輸出8路脈沖序列、各脈沖序列之間具有可調(diào)高精度延遲、可調(diào)脈沖寬度及占空比等。論文討論了FPGA芯片結(jié)構(gòu)及開發(fā)流程,著重討論了較高頻率脈沖電路的可編程實現(xiàn)方法,以及如何利用VHDL語言實現(xiàn)硬件電路軟件化設(shè)計的技巧與方法,給出了整個系統(tǒng)設(shè)計的原理與實現(xiàn)。討論了高精密電源的PWM技術(shù)原理及實現(xiàn),并由此設(shè)計了FPGA所需電源系統(tǒng)。給出了配置電路設(shè)計、數(shù)據(jù)通信及接口電路的實現(xiàn)。開發(fā)了上層控制軟件來控制各路脈沖時序及屬性。 該電路工作頻率200MHz,輸出脈沖最小寬度可達到10ns,最大寬度可達到us甚至ms量級。可以同時提供l路同步脈沖和7路脈沖,并且7路脈沖相對于同步脈沖的延遲時間可調(diào),調(diào)節(jié)步長為5ns。
上傳時間: 2013-06-15
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CN3063是可以用太陽能電池供電的單節(jié)鋰電池充電管理芯片。該器件內(nèi)部包括功率晶體管,應(yīng)用時不需要外部的電流檢測電阻和阻流二極管。內(nèi)部的8位模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電路,能夠根據(jù)輸入電壓源的電流輸出能力自動調(diào)整
上傳時間: 2013-06-10
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CN3082是可以對多種電池進行充電控制的芯片,可以對單節(jié)鋰電池,單節(jié)磷酸鐵鋰電池或兩節(jié)到四節(jié)鎳氫電池充電。該器件內(nèi)部包括功率晶體管,應(yīng)用時不需要外部的電流檢測電阻和阻流二極管。CN3082只需
上傳時間: 2013-04-24
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發(fā)光二極體(Light Emitting Diode, LED)為半導體發(fā)光之固態(tài)光源。它成為具省電、輕巧、壽命長、環(huán)保(不含汞)等優(yōu)點之新世代照明光源。目前LED已開始應(yīng)用於液晶顯示
上傳時間: 2013-04-24
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濾波器影象參數(shù)法的設(shè)計濾波器是一種典型的選頻電路,在給定的頻段內(nèi),理論上它能讓信號無衰減地通過電路,這一段稱為通帶外的其他信號將受到很大的衰減,具有很大衰減的頻段稱為阻帶,通帶與阻帶的交界頻率
上傳時間: 2013-07-16
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本文以數(shù)字信號處理系統(tǒng)為應(yīng)用背景,圍繞基于FPGA的ⅡR數(shù)字濾波器的實現(xiàn)技術(shù)展開了研究。 首先以ⅡR數(shù)字濾波器的優(yōu)化設(shè)計基本理論為依據(jù),研究了在頻域上的最小均方誤差設(shè)計法和在時域上的最小平方誤差設(shè)計法。以四階和六階兩個ⅡR低通數(shù)字濾波器設(shè)計為例,利用Matlab軟件進行輔助設(shè)計,探討了濾波器的設(shè)計過程。 然后著重研究了FPGA的設(shè)計方法和設(shè)計流程,在設(shè)計中采用了層次化、模塊化的設(shè)計思想,將整個濾波器劃分為多個功能模塊,利用VHDL語言編程和原理圖兩種設(shè)計技術(shù)進行了ⅡR濾波器的各個功能模塊的設(shè)計,采用EPlCl2Q240器件實現(xiàn)了基于FPGA的二個二階節(jié)級聯(lián)型結(jié)構(gòu)的四階ⅡR低通數(shù)字濾波器,并類推了設(shè)計六階ⅡR低通數(shù)字濾波器。最后用QuartusⅡ4.0軟件進行了綜合與仿真,用MATLAB7.0軟件對仿真結(jié)果進行了分析,最終在GW48-PK2開發(fā)系統(tǒng)中進行了硬件電路驗證,得出了實際濾波效果測試波形,驗證了所設(shè)計濾波器的正確性。 本設(shè)計對于用二階節(jié)級聯(lián)型結(jié)構(gòu)構(gòu)成的ⅡR數(shù)字濾波器硬件電路具有通用性,通過改變二階節(jié)級聯(lián)型結(jié)構(gòu)的數(shù)量,可以構(gòu)成任意偶數(shù)階的濾波器;同時,通過上模型中系數(shù)的變換,也可以構(gòu)成相應(yīng)階數(shù)的高通、帶通、帶阻等濾波器。
標簽: FPGA 數(shù)字濾波器
上傳時間: 2013-06-20
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超聲波電機(Ultrasonic motors,簡稱USM)是一種全新原理的直接驅(qū)動電機,它利用壓電陶瓷逆壓電效應(yīng)激發(fā)的超聲振動作為驅(qū)動力,通過定轉(zhuǎn)子間的摩擦力來驅(qū)動轉(zhuǎn)子運動。與傳統(tǒng)的電磁電機相比,它具有低速大轉(zhuǎn)矩、無電磁干擾、動作響應(yīng)快、運行無噪聲、無輸入自鎖等卓越特性,在非連續(xù)運動領(lǐng)域、精密控制領(lǐng)域比傳統(tǒng)的電磁電機性能優(yōu)越得多。超聲波電機在工業(yè)控制系統(tǒng)、汽車專用電器、精密儀器儀表、辦公自動化設(shè)備、智能機器人等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景,近年來倍受科技界和工業(yè)界的重視,成為當前機電控制領(lǐng)域的一個研究熱點。 本文主要以行波型超聲波電機的驅(qū)動控制技術(shù)為研究對象,引入嵌入式系統(tǒng)理念,設(shè)計并制作了超聲波電機的驅(qū)動控制系統(tǒng),并對超聲波電機的速度與定位控制做了深入的研究。本文主要研究內(nèi)容及成果如下: 介紹了超聲波電機的工作原理、特點及其應(yīng)用前景,總結(jié)了國內(nèi)外超聲波電機驅(qū)動控制技術(shù)的發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀,以及今后我國超聲波電機驅(qū)動控制技術(shù)的發(fā)展方向,明確了本文的研究內(nèi)容。 結(jié)合嵌入式系統(tǒng)特點及其開發(fā)方法,詳細介紹了超聲波電機嵌入式驅(qū)動控制系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計過程,并總結(jié)了硬件、軟件的調(diào)試過程。最后,對所設(shè)計系統(tǒng)性能進行了實驗測試和數(shù)據(jù)分析。 采用DDS技術(shù)解決超聲波電機所需要的高頻驅(qū)動電源和數(shù)字控制的問題。本文設(shè)計的以ARM控制器為核心,頻率、相位、幅值均可調(diào)的雙通道信號發(fā)生器,具有頻率和相位差控制精度高的特點。 本文介紹了速度與位置的常用控制策略。設(shè)計并搭建了基于增量式PID的速度和基于模糊PID的位置控制系統(tǒng)。速度控制采用增量式PID調(diào)節(jié),其控制策略簡單、易行,通過實驗選擇合適的參數(shù)能適應(yīng)一般的控制精度要求。定位控制則采用模糊PID控制策略,該策略將模糊控制不需要精確的數(shù)學模型、收斂速度快的特點與PID簡單易行、能消除穩(wěn)態(tài)誤差的優(yōu)點相結(jié)合,改善了模糊控制器穩(wěn)態(tài)性能,使電機定位控制精度達到0.0880。
上傳時間: 2013-07-16
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音圈電機(VoiceCoilMotor,簡稱VCM)是特種直線電機,其工作原理與揚聲器的音圈類似。其最突出的特點是體積小、重量輕,動作速度快,可以達到很高的定位精度,推力均勻。自從問世以來,廣泛的應(yīng)用在計算機存儲設(shè)備、航天儀器(例如航天制冷機)、精密測距儀器(例如霍爾位移測量裝置)、精密車床以及移動電話中。目前,生產(chǎn)出的VCM電機廣泛應(yīng)用于消費類和生產(chǎn)類市場,特別是高檔家用電器和計算機中。 針對目前我國VCM結(jié)構(gòu)設(shè)計的不足及工藝的落后,本文結(jié)合現(xiàn)有的加工工藝,研究永磁VCM的設(shè)計及結(jié)構(gòu)優(yōu)化,具體內(nèi)容如下: 首先,介紹VCM工作原理,以及內(nèi)磁式與外磁式、長音圈與短音圈、動圈式與動鐵式、直線式與搖臂式等不同結(jié)構(gòu)VCM及相應(yīng)特點,闡述了力矩常數(shù)的意義及其對電機性能的影響,并詳細介紹了VCM在光盤驅(qū)動器、硬盤驅(qū)動器,以及在電刷試驗臺(提供靜壓力)中的典型應(yīng)用。 其次,從電機電磁場的基本理論出發(fā),介紹有限元及其在電磁場仿真計算中的應(yīng)用,并采用有限元軟件ANSYS,結(jié)合實際算例,對VCM進行建模和仿真。 再次,文中詳細介紹了永磁VCM的設(shè)計過程,提出了設(shè)計方法以供參考,其中包含了定量計算,包括了永磁體材料的選擇、體積的計算,音圈的設(shè)計(匝數(shù)計算及選型),以及電機整體的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計。 最后,結(jié)合設(shè)計VCM應(yīng)當遵循的原則,提出了若干結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方案。在理論推導和分析的基礎(chǔ)上,結(jié)合仿真軟件ANSYS,對幾種結(jié)構(gòu)分別進行了電機電磁場以及電機性能的仿真分析,其中包括:采用釹鐵硼永磁的單勵磁結(jié)構(gòu)VCM與傳統(tǒng)鐵氧體VCM的性能差異;增加極靴對VCM性能影響;增加短路環(huán)及變換結(jié)構(gòu)對VCM動態(tài)響應(yīng)速度的影響等。
標簽: 磁場 優(yōu)化設(shè)計 計算 音圈電機
上傳時間: 2013-06-10
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