隨著數(shù)字視頻廣播的發(fā)展,觀眾將會面對越來越多綜合或專門頻道的選擇,欣賞到更高品質,更多服務的節(jié)目。而廣播業(yè)者則要為這些節(jié)目的版權購買,制作而承受更高的成本,單純的廣告收入已經(jīng)不夠。要求對用戶收取一定的收視費用,而另一方面,調查也顯示用戶是愿意預付一定費用以獲得更好服務的。條件接受系統(tǒng)(Conditional Access system)就是為了商業(yè)目的而對某些廣播服務實施接入控制,決定一個數(shù)字接受設備能否將特定的廣播節(jié)目展現(xiàn)給最終用戶的系統(tǒng)。CA技術要求既能使用戶自由選擇收看節(jié)目又能保護廣播業(yè)者的利益,確算只有已支付了或即將支付費用的用戶才能收看到所選的電視節(jié)目。在數(shù)字電視領域中,CA系統(tǒng)無疑將成為發(fā)展新服務的必需條件。但是在不同的運營商可能會使用不同的CA系統(tǒng),在不同的CA系統(tǒng)之間進行互操作所必需共同遵守的最基本條件是:通用的加擾算法。每個用戶接收設備中應集成相應的解擾模塊。在我國國家標準--數(shù)字電視條件接收系統(tǒng)GY/Z 175-2001的附錄H中有詳細的描述。 FPGA是英文Field Programmable Gate Array的縮寫,即現(xiàn)場可編程門陣列,它是在PAL、GAL、EPLD等可編程器件的基礎上進一步發(fā)展的產物。它是作為專用集成電路(ASIC)領域中的一種半定制電路而出現(xiàn)的,既解決了定制電路的不足,又克服了原有可編程器件門電路數(shù)有限的缺點。可以說,F(xiàn)PGA芯片是小批量系統(tǒng)提高系統(tǒng)集成度、可靠性的最佳選擇之一。 首先本文簡要介紹CA系統(tǒng)的目的和組成,F(xiàn)PGA的結構和原理,優(yōu)勢。然后介紹了利用FPGA來實現(xiàn)CA系統(tǒng)主要組成部分即加擾的原理和步驟,分析算法,劃分邏輯結構,軟件仿真,劃分硬件模塊,硬件性能分析,驗證平臺構建,硬件實現(xiàn)等。 然后對以上各個部分做詳細的闡述。同時為了指導FPGA設計,給出了FPGA的結構和原理與FPGA設計的基本原則、設計的基本技巧、設計的基本流程; 最后給出了該加擾系統(tǒng)的測試與驗證方法以及驗證和測試結果。
上傳時間: 2013-06-22
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自適應濾波器的硬件實現(xiàn)一直是自適應信號處理領域研究的熱點。隨著電子技術的發(fā)展,數(shù)字系統(tǒng)功能越來越強大,對器件的響應速度也提出更高的要求。 本文針對用通用DSP 芯片實現(xiàn)的自適應濾波器處理速度低和用HDL語言編寫底層代碼用FPGA實現(xiàn)的自適應濾波器開發(fā)效率低的缺點,提出了一種基于DSP Builder系統(tǒng)建模的設計方法。以隨機2FSK信號作為研究對象,首先在matlab上編寫了LMS去噪自適應濾波器的點M文件,改變自適應參數(shù),進行了一系列的仿真,對算法迭代步長、濾波器的階數(shù)與收斂速度和濾波精度進行了研究,得出了最佳自適應參數(shù),即迭代步長μ=0.0057,濾波器階數(shù)m=8,為硬件實現(xiàn)提供了參考。 然后,利用最新DSP Builder工具建立了基于LMS算法的8階2FSK信號去噪自適應濾波器的模型,結合多種EDA工具,在EPFlOKl00EQC208-1器件上設計出了最高數(shù)據(jù)處理速度為36.63MHz的8階LMS自適應濾波器,其速度是文獻[3]通過編寫底層VHDL代碼設計的8階自適應濾波器數(shù)據(jù)處理速度7倍多,是文獻[50]采用DSP通用處理器TMS320C54X設計的8階自適應濾波器處理速度25倍多,開發(fā)效率和器件性能都得到了大大地提高,這種全新的設計理念與設計方法是EDA技術的前沿與發(fā)展方向。 最后,采用異步FIFO技術,設計了高速采樣自適應濾波系統(tǒng),完成了對雙通道AD器件AD9238與自適應濾波器的高速匹配控制,在QuartusⅡ上進行了仿真,給出了系統(tǒng)硬件實現(xiàn)的原理框圖,并將采樣濾波控制器與異步FIF0集成到同一芯片上,既能有效降低高頻可能引起的干擾又降低了系統(tǒng)的成本。
上傳時間: 2013-06-01
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甚短距離傳輸(VSR)是一種用于短距離(約300 m~600m)內進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓鈧鬏敿夹g.它主要應用于網(wǎng)絡中的交換機、核心路由器(CR)、光交叉連接設備(OXC)、分插復用器(ADM)和波分復用(WDM)終端等不同層次設備之間的互連,具有構建方便、性能穩(wěn)定和成本低等優(yōu)點,是光通信技術發(fā)展的一個全新領域,逐漸成為國際通用的標準技術,成為全光網(wǎng)的一個重要組成部分. 本文深入研究了VSR并行光傳輸系統(tǒng),完成了VSR技術的核心部分--轉換器子系統(tǒng)的設計與實現(xiàn),使用現(xiàn)場可編程陣列FPGA(Field Programmable GateArray)來完成轉換器電路的設計和功能實現(xiàn).深入研究現(xiàn)有VSR4-1.0和VSR4-3.0兩種并行傳輸標準,在其技術原理的基礎上,提出新的VSR并行方案,提高了多模光纖帶的信道利用率,充分利用系統(tǒng)總吞吐量大的優(yōu)勢,為將來向更高速率升級提供了依據(jù).根據(jù)萬兆以太網(wǎng)的技術特點和傳輸要求,提出并設計了用VSR技術實現(xiàn)局域和廣域萬兆以太網(wǎng)在較短距離上的高速互連的系統(tǒng)方案,成功地將VSR技術移植到萬兆以太網(wǎng)上,實現(xiàn)低成本、構建方便和性能穩(wěn)定的高速短距離傳輸. 本文所有的設計均在Altera Stratix GX系列FPGA的EP1SGX25F1020C7上實現(xiàn),采用Altera的Quartus Ⅱ開發(fā)工具和 Verilog HDL硬件描述語言完成了VSR4-1.0轉換器集成電路和萬兆以太網(wǎng)的SERDES的設計和仿真,并給出了各模塊的電路結構和仿真結果.仿真的結果表明,所有的設計均能正確的實現(xiàn)各自的功能,完全能夠滿足10Gb/s高速并行傳輸系統(tǒng)的要求.
上傳時間: 2013-07-14
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工業(yè)X-CT(X-ray Computed Tomography)無損檢測技術是以不損傷或者破壞被檢測對象的一種高新檢測技術,被譽為最佳的無損檢測手段,在無損檢測領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”運動,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)中的二代掃描運動控制系統(tǒng),即針對“平移+旋轉”運動的控制系統(tǒng)的研究,我國已有采用,但與發(fā)達國家相比,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,且能夠對感興趣的檢測區(qū)域進行局部掃描的獨特優(yōu)點。同時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動控制。有鑒于此,本論文結合有關科研項目,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動控制方式的特點,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,提出了“在優(yōu)先滿足工業(yè)X-CT二代掃描控制的基礎上,力求實現(xiàn)對工業(yè)X-CT掃描運動的通用控制,使其能同時支持一、三代掃描方式”的設計思想。據(jù)此,研究確立了基于單片機AT89LV52及FPGA芯片EP1C3T100C8的運動控制架構,以實現(xiàn)二代掃描控制系統(tǒng)的設計方案。論文詳細介紹了可編程邏輯器件FPGA的工作原理和開發(fā)流程,并對其相關開發(fā)環(huán)境QuartusII4.1作了闡述。結合運動控制系統(tǒng)的硬件設計,詳細介紹了各功能模塊的具體設計過程,給出了相關的設計原理框圖和實際運行波形。并制作了相應的PCB板,調試了整個硬件控制系統(tǒng)。最后,論文還詳細研究了利用VisualC++6.0來完成上位機控制軟件的設計,給出了運動控制主界面及掃描運動控制功能軟件設計的流程圖。 論文對整個運動控制系統(tǒng)采用的經(jīng)濟型的開環(huán)控制技術所帶來的不利影響,分析研究了增加步進電機的細分數(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。
上傳時間: 2013-04-24
上傳用戶:stella2015
如今電力電子電路的控制旨在實現(xiàn)高頻開關的計算機控制,并向著更高頻率、更低損耗和全數(shù)字化的方向發(fā)展。現(xiàn)場可編程門陣列器件(FieldProgrammableGateArrays)是近年來嶄露頭角的一類新型集成電路,它具有簡潔、經(jīng)濟、高速度、低功耗等優(yōu)勢,又具有全集成化、適用性強,便于開發(fā)和維護(升級)等顯著優(yōu)點。與單片機和DSP相比,F(xiàn)PGA的頻率更高、速度更快,這些特點順應了電力電子電路的日趨高頻化和復雜化發(fā)展的需要。因此,在越來越多的領域中FPGA得到了日益廣泛的發(fā)展和應用。 本文提出了一種采用現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)器件實現(xiàn)數(shù)字化通用PWM控制器的方案。該控制器能產生多路PWM脈沖,具有開關頻率可調、各路脈沖間的相位可調、接口簡單、響應速度快、易修改、可現(xiàn)場編程等特點,可應用于PWM的全數(shù)字化控制。文中對方案的實現(xiàn)進行了比較詳細的論述,包括A/D采樣控制、PI算法的實現(xiàn)、PWM波形的產生、各模塊的工作原理等。 本文還提出一種新型ZCT-PWMBoost變換器,詳細的分析了該變換器的工作過程,并采用基于FPGA的數(shù)字化通用PWM控制器對這種軟開關Boost變換器進行控制,給出了比較完滿的實驗結果。實驗結果驗證了該控制器以及該ZCTBoost變換器的可行性和有效性,
上傳時間: 2013-06-22
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隨著現(xiàn)代雷達技術的不斷發(fā)展,電子偵察設備面臨電磁環(huán)境日益復雜多變,發(fā)展寬帶化、數(shù)字化、多功能、軟件化的電子偵察設備已是一項重要的任務.然而,目前的寬帶A/D與后續(xù)DSP之間的工作速率總有一到兩個數(shù)量級的差別,二者之間的瓶頸成為電子偵察系統(tǒng)數(shù)字化的最大障礙.通信領域軟件無線電的成功應用為電子偵察系統(tǒng)的發(fā)展提供了一種理想模式.另一方面,微電子技術的快速發(fā)展,以及FPGA的廣泛應用,在很大程度上影響了數(shù)字電路的設計與開發(fā).這也為解決高速A/D與DSP處理能力之間的矛盾提供了一種有效的解決方法.為了解決寬帶A/D與后續(xù)DSP之間的瓶頸問題,本文給出了一種基于多相濾波的寬帶數(shù)字下變頻結構,并從軟件無線電原理出發(fā),從理論推導和計算機仿真兩方面對該結構進行了驗證,并進一步給出該結構改進方案以及改進的多相濾波數(shù)字下變頻結構的硬件實現(xiàn)方法.本文將多相濾波下變頻的并行結構應用到數(shù)字下變頻電路中,并在后繼的混頻模塊中也采用并行混頻的方式來實現(xiàn),不僅在一定程度上解決了二者之間的瓶頸問題,同時也大大提高了實時處理速度.經(jīng)過多相濾波下變頻處理后的數(shù)據(jù),在速率和數(shù)據(jù)量上都有大幅減少,達到了現(xiàn)有通用DSP器件處理能力的要求.另外,本人還用FPGA設計了實驗電路,利用微機串口,與實驗目標板進行控制和數(shù)據(jù)交換.利用FPGA的在線編程特性,可以方便靈活的對各種實現(xiàn)方法加以驗證和比較.
上傳時間: 2013-07-13
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通用的數(shù)字電路圖集,實用性強,無需大的修改,拿來就能用
標簽: 數(shù)字電路
上傳時間: 2013-08-06
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隨著通信、網(wǎng)絡等技術的不斷發(fā)展,對車內(機內)通話系統(tǒng)提出了更高的要求。本文以軍用車內通話系統(tǒng)為主要應用背景,實現(xiàn)對現(xiàn)有車內通話系統(tǒng)的升級和改造,主要涉及系統(tǒng)結構、軟件流程、相關接口及通信協(xié)議等內容。 早期模擬車內通話系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足數(shù)字化建設的需要。現(xiàn)役的數(shù)字式車內通話系統(tǒng)普遍功能單一,不具備數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ堋6蚁到y(tǒng)組成單體設備種類多、接口不統(tǒng)一、兼容性差,較難實現(xiàn)通用化設計。 本文提出一種基于ARM+DSP架構的多功能車內通話系統(tǒng)。主要由多個語音終端、一個主控盒以及頭戴通信帽等硬件組成,最大可支持車內16個乘員之間通話,具有群呼、組呼、選呼、強呼、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ埽到y(tǒng)內乘員還可以通過主控盒與車外網(wǎng)絡的用戶進行通話或通信。 論文共分七章,主要內容包括:(1)車內通話系統(tǒng)的國內外發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢;(2)語音終端系統(tǒng)設計,包括軟硬件實現(xiàn)、通信協(xié)議等;(3)語音終端設計中幾個關鍵技術的分析和研究。 本文設計的語音終端話音質量高,擴展功能強大,成本相對低廉,除適合在軍用通信領域外,在商用領域也具有良好的市場前景。
上傳時間: 2013-05-17
上傳用戶:TF2015
在工業(yè)過程中,許多對象具有滯后特性,由于純滯后的存在,使得系統(tǒng)的超調量變大,調節(jié)時間變長。因此滯后過程被公認為較難控制的對象,而且純滯后占整個動態(tài)過程的時間越長,難控的程度越大。所以大純滯后對象的控制一直是困擾自動控制和計算機應用領域的一大難題。而這類對象又廣泛存在于石油、化工、釀造、制藥、冶金等工業(yè)生產過程中。因此對該問題的研究具有重大的實際意義。 傳統(tǒng)的PID配合Smith預估補償器的控制方法,對模型誤差反映比較靈敏,當存在建模誤差或干擾時,控制效果并不能取得令人滿意的效果。近年來隨著模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡控制等智能控制研究的不斷深入,有些學者將它們與Smith預估控制、PID控制及預測控制等相結合,提出了針對不確定大滯后系統(tǒng)的新的控制方法。雖然有些控制方案效果不錯,但系統(tǒng)的復雜程度和調試難度也隨之增加。因此設計簡單、快速、可靠的控制器,仍是一個重大課題。 本文首先介紹了大滯后過程的控制特點,概述了常用的大滯后過程的控制方法及其優(yōu)缺點。接著概要地介紹了嵌入式系統(tǒng)的優(yōu)點、發(fā)展歷史、現(xiàn)狀及前景。并針對性地介紹了ARM控制器的概況以及它的應用領域。然后本文針對大滯后對象提出了自抗擾控制器與Smith預估補償器相結合的設計方案。通過仿真對比了本方案、PID配合Smith預估補償器及單一的自抗擾控制器的控制效果,表明自抗擾控制器與Smith預估補償器的結合有效地改善了大滯后對象的控制效果,增強了系統(tǒng)的魯棒性和抗干擾能力。為驗證該控制方案的實際控制效果,我們以PCT-II型過程控制實驗裝置中的具有大滯后特性的盤管內部的溫度為被控對象,以JX44BO開發(fā)板作為主要的控制平臺設計并完成大滯后控制實驗。所以接下來本文介紹了實現(xiàn)這個嵌入式溫度大滯后控制系統(tǒng)所涉及到的硬件平臺、系統(tǒng)框圖以及實驗內容。然后本文介紹了嵌入式控制平臺的控制界面以及各個主要功能的程序的實現(xiàn),以及遠程客戶端程序在以太網(wǎng)通訊方面的程序實現(xiàn)和遠程客戶端程序的操作界面。最后本文給出了本次實驗的參數(shù)設置以及最終的實驗結果。實驗結果表明在實際應用中本文所提出的方案對于大滯后對象具有較好的控制效果。
標簽: ARM 控制 系統(tǒng)研究
上傳時間: 2013-06-11
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隨著現(xiàn)代電力系統(tǒng)向大容量、高電壓方向發(fā)展,廣泛用于大型發(fā)電機組測量和保護用的大電流互感器的研制就變得很緊迫。考慮到大電流互感器具有大電流、強電磁干擾和多相運行等特點,在設計大電流互感器時,必須采取有效的屏蔽措施,屏蔽來自鄰相的雜散磁通。傳統(tǒng)的屏蔽方案是采用金屬屏蔽罩,盡管有效,但設備笨重。本文中,作者對有外層屏蔽繞組的大電流互感器進行了各種研究。 大電流互感器采用繞組屏蔽方式后,如何優(yōu)化設計屏蔽繞組,使屏蔽繞組能夠充分有效地屏蔽雜散磁通對環(huán)形鐵心的影響呢?針對上述的問題,本文作者主要完成如下幾個方面的工作: 1、首先對國內外大電流互感器的發(fā)展與研究現(xiàn)狀進行了敘述,并成功設計了15000/5A大電流互感器。 2、對精典的電磁場理論和場路耦合法的數(shù)學理論進行了深入的研究,建立了大電流互感器的三維場路耦合有限元分析的數(shù)學模型和仿真模型。應用有限元軟件ANSYS建立三維有限元仿真模型和基于場路耦合原理的外部耦合電路。 3、理論分析了雜散磁通對電流互感器鐵心的影響;重點分析了繞組屏蔽雜散磁通理論;通過等值電流法,得到無論三相還是多相電流互感器條件下,中間相的電流互感器所受到的雜散磁通是最為嚴重的,為大電流互感器的有效保護提供了科學依據(jù)。 4、為了得到最優(yōu)化屏蔽繞組,對屏蔽繞組的匝數(shù)采用離散化替代連續(xù)性,再考慮屏蔽繞組在環(huán)形鐵心上的位置,共提出了多種優(yōu)化方案;根據(jù)三維場路耦合有限元分析模型,精確計算出屏蔽繞組中的電流、電流分布、環(huán)形鐵心中的磁感應強度分布和外層繞組的局部最高溫升,通過比較多種計算結果,得到大電流互感器屏蔽繞組的最優(yōu)化方案。 5、最后建立了大電流互感器的等效磁勢法和降流回路法兩種試驗方案模型,通過比較試驗方案仿真計算結果和出廠試驗結果,證明了仿真計算結果是正確的,可靠的。 通過對屏蔽繞組進行優(yōu)化設計后,有效地削弱了雜散磁通,使得大電流互感器輕型化、小型化,節(jié)約了大量的銅材料,使得其運輸更加方便。
上傳時間: 2013-04-24
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