快速傅立葉變換(FFT)是數(shù)字信號處理中的重要內(nèi)容之一，是很多信號處理過程中的核心算法。本文先總結(jié)了快速傅立葉變換的一些常用算法，并綜合種種因素，采用了基2按頻率抽取算法作為實(shí)現(xiàn)算法，然后將以現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)和以DSP處理器這兩種實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號處理的方式進(jìn)行了比較，指出了各自的優(yōu)點(diǎn)和不足之處。最后以FPGA芯片XCS200為硬件平臺，以ISE6為軟件平臺，利用VHDL語言描述的方式實(shí)現(xiàn)了512點(diǎn)16Bit復(fù)數(shù)的快速傅立葉變換系統(tǒng)，并進(jìn)行了仿真、綜合等工作。仿真結(jié)果表明其計(jì)算結(jié)果達(dá)到了一定的精度，運(yùn)行速度可以滿足一般實(shí)時(shí)信號處理的要求。
標(biāo)簽： FPGA 傅立葉 變換實(shí)現(xiàn)
上傳時(shí)間： 2013-06-08
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在測井過程中，由于測井深度直接影響到其它測井信息的準(zhǔn)確性，所以精確的測井深度變得越來越重要。本文針對現(xiàn)有絞車系統(tǒng)的不足(CPU為單片機(jī)決定其精度不高、缺少完善的深度校正系統(tǒng)等)，首次將DSP與FPGA應(yīng)用到測井絞車系統(tǒng)中，充分利用FPGA硬件資源豐富、速度快及DSP軟件設(shè)計(jì)靈活的特點(diǎn)，使系統(tǒng)硬件、軟件結(jié)構(gòu)更加合理，功能得到增強(qiáng)，性價(jià)比進(jìn)一步提高，從而優(yōu)化了整個(gè)系統(tǒng)，為今后絞車設(shè)計(jì)提供了新的方法和途徑。 本文相對其它絞車系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主要特點(diǎn)有：設(shè)計(jì)了比較完善的深度校正模塊(深度脈沖校正、根據(jù)磁記號與磁定位信號的校正、由張力等原因引起的電纜形變的校正)。將打標(biāo)和測量一體化。設(shè)計(jì)了方便的通信接口(校正后的深度脈沖及DSP通過RS232與主測井儀的通信)。使用DSP作為CPU并且配合FPGA作預(yù)處理從而提高了測量深度的準(zhǔn)確性。電路采用了可編程邏輯器件，提高了電路工作的可靠性，減小了電路板面積。另外，本文在研究電纜絞車系統(tǒng)的同時(shí)，對測井的地面信號處理也進(jìn)行了初步的研究，主要是對趨膚效應(yīng)的校正做了初步的研究。 本文所完成的是一個(gè)完整的測量與打標(biāo)系統(tǒng)，通過室內(nèi)與現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)，得出該系統(tǒng)具有高精度、高智能化等優(yōu)點(diǎn)。最后，本文對該系統(tǒng)的發(fā)展方向作了展望。
標(biāo)簽： FPGA DSP 絞車 系統(tǒng)研究
上傳時(shí)間： 2013-07-08
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本文簡單介紹了脈沖式激光測距原理、相位式激光測距的原理及相位測量技術(shù)。根據(jù)課題的要求，給出了電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，選擇了合適測相系統(tǒng)電路參數(shù)，分析了調(diào)制波的噪聲對系統(tǒng)的影響，計(jì)算出能滿足系統(tǒng)精度要求的最低信噪比，對偶然誤差、信號變化幅度大小、零點(diǎn)漂移和電路的相位延遲等原因引起的測量誤差，提出了具體的解決措施，這些措施提高了數(shù)字檢相電路的測相精度和穩(wěn)定性。 根據(jù)電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，著重對混頻電路、整形電路和自動數(shù)字檢相電路進(jìn)行了較為深入的分析與討論，其中自動數(shù)字檢相電路采用大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷﨔PGA實(shí)現(xiàn)?！ ∥闹惺鰯⒘死肍PGA實(shí)現(xiàn)自動數(shù)字檢相的原理及方法步驟，分析了FPGA實(shí)現(xiàn)鑒相功能的可靠性。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選擇合適的FPGA邏輯器件和配置器件，使用QuartusⅡ軟件開發(fā)可編程邏輯器件及VHDL編程，給出了用QuartusⅡ軟件進(jìn)行數(shù)字檢相測量的系統(tǒng)仿真結(jié)果和混頻電路、比較電路、數(shù)字檢相電路的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對在沒有零角度位置標(biāo)志信號和沒有允許計(jì)數(shù)標(biāo)志信號條件下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精度進(jìn)行了分析。根據(jù)誤差結(jié)果分析，提出了下一步研究改進(jìn)的措施和思路?！ ?/p>
標(biāo)簽： FPGA 相位 激光測距 信號處理技術(shù)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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工業(yè)X-CT（X-ray Computed Tomography）無損檢測技術(shù)是以不損傷或者破壞被檢測對象的一種高新檢測技術(shù)，被譽(yù)為最佳的無損檢測手段，在無損檢測領(lǐng)域日益受到人們的青睞。近年來，各國都在投入大量的人力、物力對其進(jìn)行研究與開發(fā)。 目前，工業(yè)CT主要采用第二代和第三代掃描方式。在工業(yè)CT第三代掃描方式中，掃描系統(tǒng)僅作“旋轉(zhuǎn)”運(yùn)動，控制系統(tǒng)比較簡單。對此，我國已取得了可喜的成績。然而，對工業(yè)CT系統(tǒng)中的二代掃描運(yùn)動控制系統(tǒng)，即針對“平移+旋轉(zhuǎn)”運(yùn)動的控制系統(tǒng)的研究，我國已有采用，但與發(fā)達(dá)國家相比，還存在較大的差距。二代掃描方式與其它掃描方式相比，具有對被檢物的尺寸沒有要求，且能夠?qū)Ω信d趣的檢測區(qū)域進(jìn)行局部掃描的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)X光源的射線出束角較小（一般小于20°），因此在工業(yè)X-CT系統(tǒng)主要采用二代掃描運(yùn)動控制。有鑒于此，本論文結(jié)合有關(guān)科研項(xiàng)目，開展了工業(yè)X-CT二代掃描控制系統(tǒng)的研究。 論文首先介紹了工業(yè)X-CT系統(tǒng)的工作原理和各種掃描運(yùn)動控制方式的特點(diǎn)，闡述了開展二代掃描控制的研究目的和意義。其次，根據(jù)二代掃描控制的特點(diǎn)，提出了“在優(yōu)先滿足工業(yè)X-CT二代掃描控制的基礎(chǔ)上，力求實(shí)現(xiàn)對工業(yè)X-CT掃描運(yùn)動的通用控制，使其能同時(shí)支持一、三代掃描方式”的設(shè)計(jì)思想。據(jù)此，研究確立了基于單片機(jī)AT89LV52及FPGA芯片EP1C3T100C8的運(yùn)動控制架構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)二代掃描控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。論文詳細(xì)介紹了可編程邏輯器件FPGA的工作原理和開發(fā)流程，并對其相關(guān)開發(fā)環(huán)境QuartusII4.1作了闡述。結(jié)合運(yùn)動控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，詳細(xì)介紹了各功能模塊的具體設(shè)計(jì)過程，給出了相關(guān)的設(shè)計(jì)原理框圖和實(shí)際運(yùn)行波形。并制作了相應(yīng)的PCB板，調(diào)試了整個(gè)硬件控制系統(tǒng)。最后，論文還詳細(xì)研究了利用VisualC++6.0來完成上位機(jī)控制軟件的設(shè)計(jì)，給出了運(yùn)動控制主界面及掃描運(yùn)動控制功能軟件設(shè)計(jì)的流程圖。 論文對整個(gè)運(yùn)動控制系統(tǒng)采用的經(jīng)濟(jì)型的開環(huán)控制技術(shù)所帶來的不利影響，分析研究了增加步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分?jǐn)?shù)以提高掃描精度的可能性，并對所研究的控制系統(tǒng)在調(diào)試過程中出現(xiàn)的一些問題及解決方案作了簡要的分析，提出了一些完善方法。
標(biāo)簽： FPGA X-CT 工業(yè) 掃描控制
上傳時(shí)間： 2013-04-24
上傳用戶：stella2015
數(shù)字超聲診斷設(shè)備在臨床診斷中應(yīng)用十分廣泛，研制全數(shù)字化的醫(yī)療儀器已成為趨勢。盡管很多超聲成像儀器設(shè)計(jì)制造中使用了數(shù)字化技術(shù)，但是我們可以說現(xiàn)代VLSI 和EDA 技術(shù)在其中并沒有得到充分有效的應(yīng)用。隨著現(xiàn)代電子信息技術(shù)的發(fā)展，PLD 在很多與B 型超聲成像或多普勒超聲成像有關(guān)的領(lǐng)域都得到了較好的應(yīng)用，例如數(shù)字通信和相控雷達(dá)領(lǐng)域。 在研究現(xiàn)代超聲成像原理的基礎(chǔ)上，我們首先介紹了常見的數(shù)字超聲成像儀器的基本結(jié)構(gòu)和模塊功能，同時(shí)也介紹了現(xiàn)代FPGA 和EDA 技術(shù)。隨后我們詳細(xì)分析討論了B 超中，全數(shù)字化波束合成器的關(guān)鍵技術(shù)和實(shí)現(xiàn)手段。我們設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了片內(nèi)高速異步FIFO 以降低采樣率，仿真結(jié)果表明資源使用合理且訪問時(shí)間很小。正交檢波方法既能給出灰度超聲成像所需要的回波的幅值信息，也能給出多普勒超聲成像所需要的回波的相移信息。我們設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于直接數(shù)字頻率合成原理的數(shù)控振蕩器，能夠給出一對幅值和相位較平衡的正交信號，且在FPGA 片內(nèi)實(shí)現(xiàn)方案簡單廉價(jià)。數(shù)控振蕩器輸出波形的頻率可動態(tài)控制且精度較高，對于隨著超聲在人體組織深度上的穿透衰減，導(dǎo)致回波中心頻率下移的聲學(xué)物理現(xiàn)象，可視作將回波接收機(jī)的中心頻率同步動態(tài)變化進(jìn)行補(bǔ)償。 還設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了B 型數(shù)字超聲診斷儀前端發(fā)射波束聚焦和掃描控制子系統(tǒng)。在單片F(xiàn)PGA 芯片內(nèi)部設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了聚焦延時(shí)、脈寬和重復(fù)頻率可動態(tài)控制的發(fā)射驅(qū)動脈沖產(chǎn)生器、線掃控制、探頭激勵控制、功能碼存儲等功能模塊，功能仿真和時(shí)序分析結(jié)果表明該子系統(tǒng)為設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)高速度、高精度、高集成度的全數(shù)字化超聲診斷設(shè)備打下了良好的基礎(chǔ)，將加快其研發(fā)和制造進(jìn)程，為生物醫(yī)學(xué)電子、醫(yī)療設(shè)備和超聲診斷等方面帶來新思路。
標(biāo)簽： FPGA 全數(shù)字 中的應(yīng)用 超聲診斷儀
上傳時(shí)間： 2013-06-18
上傳用戶：hfmm633
激光測距技術(shù)被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)測量、航空與大地的測量、國防及通信等諸多領(lǐng)域。本文從已獲得廣泛應(yīng)用的脈沖激光測距技術(shù)入手，重點(diǎn)分析了近年提出的自觸發(fā)脈沖激光測距技術(shù)(STPLR)特別是其中的雙自觸發(fā)脈沖激光測距技術(shù)(BSTPLR)，通過分析發(fā)現(xiàn)其核心部件之一就是用于測量激光脈沖飛行時(shí)間(周期)的高精度高速計(jì)數(shù)器，而目前一般的方式是采用昂貴的進(jìn)口高速計(jì)數(shù)器或?qū)Ｓ眉呻娐?ASIC)來完成，這使得激光測距儀在研發(fā)、系統(tǒng)的改造升級和自主知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)等諸多方面受到制約，同時(shí)在其整體性能上特別是在集成化、小型化和高可靠性方面帶來阻礙。為此，本文研究了采用現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)來實(shí)現(xiàn)脈沖激光測距中的高精度高速計(jì)數(shù)及其他相關(guān)功能，基本解決了以上存在的問題。 論文通過對雙自觸發(fā)脈沖激光測距的主要技術(shù)要求和技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行分析，對其中的信號處理單元采用了FPGA+單片機(jī)的設(shè)計(jì)形式。由FPGA主控芯片(EPF10K20TC144-4)作為周期測量模塊，在整個(gè)測距系統(tǒng)中是信號處理的核心部件，借助其用戶可編程特性及很高的內(nèi)部時(shí)鐘頻率，設(shè)計(jì)了專用于BSTPLR的高速高精度計(jì)數(shù)芯片，負(fù)責(zé)對測距信號產(chǎn)生電路中的時(shí)刻鑒別電路輸出信號進(jìn)行計(jì)數(shù)。數(shù)據(jù)處理模塊則主要由單片機(jī)(AT89C51)來實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)可以通過鍵盤預(yù)置門控信號的寬度以均衡測量的精度和速度，測量結(jié)果采用7位LED數(shù)碼管顯示。本設(shè)計(jì)在近距離(大尺寸)范圍內(nèi)實(shí)驗(yàn)測試時(shí)基本滿足設(shè)計(jì)要求。
標(biāo)簽： FPGA 自觸發(fā)脈沖 激光測距 關(guān)鍵技術(shù)
上傳時(shí)間： 2013-06-02
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本文結(jié)合工程需要詳細(xì)論述了一種數(shù)字相位計(jì)的實(shí)現(xiàn)方法，該方法是基于FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)芯片運(yùn)用FFT(快速傅立葉變換)算法完成的。首先，從相位測量的原理出發(fā)，分析了傳統(tǒng)相位計(jì)的缺點(diǎn)，給出了一種高可靠性的相位檢測實(shí)用算法，其算法核心是對采集信號進(jìn)行FFT變換，通過頻譜分析，實(shí)現(xiàn)對參考信號和測量信號初相位的檢測，并同時(shí)闡述了FPGA在實(shí)現(xiàn)數(shù)字相位計(jì)核心FFT算法中的優(yōu)勢。在優(yōu)化的硬件結(jié)構(gòu)中，利用多個(gè)乘法器并行運(yùn)算的方式加快了蝶形運(yùn)算單元的運(yùn)算速度；內(nèi)置雙端口RAM、旋轉(zhuǎn)因子ROM使數(shù)據(jù)存儲的速度得到提高；采用了流水線的工作方式使數(shù)據(jù)的存儲、運(yùn)算在時(shí)間上達(dá)到匹配。整個(gè)設(shè)計(jì)采用VHDL(超高速硬件描述語言)語言作為系統(tǒng)內(nèi)部硬件結(jié)構(gòu)的描述手段，在Altera的QuartusⅡ軟件支持下完成。仿真結(jié)果表明，基于FPGA實(shí)現(xiàn)的FFT算法無論在速度和精度上都滿足了相位測量的需要，其運(yùn)算64點(diǎn)數(shù)據(jù)僅需27.5us，最大誤差在1％之內(nèi)。
標(biāo)簽： FPGA 數(shù)字 相位計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-06-04
上傳用戶：lgnf
恒流電路高精度，現(xiàn)了簡單實(shí)用，由基準(zhǔn)電壓源，集成運(yùn)算放大器及復(fù)合管組成的
上傳時(shí)間： 2013-07-26
上傳用戶：qin1208
51--超聲波測距程序,LCD1602顯示，精度：優(yōu)于3毫米
上傳時(shí)間： 2013-06-03
上傳用戶：陽光少年2016
溫度的測量在工業(yè)領(lǐng)域最為常見，隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，對現(xiàn)場溫度的測量也由過去的模擬刻度溫度計(jì)、指針溫度計(jì)向數(shù)字顯示的智能溫度計(jì)發(fā)展，而且，對測量的精度要求也越來越高。目前，盡管市場上也有高精度的溫度測量儀，但一般價(jià)格都很昂貴。傳統(tǒng)的8位單片機(jī)已經(jīng)越來越不能適應(yīng)日漸復(fù)雜的應(yīng)用需求。友好的交互界面、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)功能、智能化的軟件、高效的數(shù)據(jù)處理幾乎成了智能化系統(tǒng)的共同需求。隨著嵌入式系統(tǒng)的迅猛發(fā)展，這種應(yīng)用系統(tǒng)正逐步取代傳統(tǒng)的以PC為中心的應(yīng)用，成為未來智能化儀表中的主力軍。本文立足于設(shè)計(jì)一種通用性強(qiáng)的測溫系統(tǒng)，可以在軟硬件兩方面適應(yīng)多種測溫元件，為系統(tǒng)日后升級帶來方便。 本論文以對通用Linux操作系統(tǒng)在32位ARM微處理器上進(jìn)行移植并對其實(shí)時(shí)性進(jìn)行了改造。研制了鉑熱電阻高精度溫度監(jiān)測系統(tǒng)，闡述了其具體技術(shù)指標(biāo)及相關(guān)實(shí)現(xiàn)方法。系統(tǒng)以S3C2410為硬件核心，開發(fā)了主板及數(shù)據(jù)采集調(diào)理電路。構(gòu)建了以微處理器S3C2410、閃存FLASH、存儲器SRAM、A/D、鍵盤、顯示器為一體的溫度監(jiān)測的硬件平臺。在此硬件平臺上嵌入RT—Linux嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，構(gòu)建系統(tǒng)的多任務(wù)管理，最終完成了本課題的設(shè)計(jì)開發(fā)。
標(biāo)簽： Linux ARM 高精度 測溫系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-06-07
上傳用戶：ghostparker
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