低密度校驗碼(LDPC,Low Density Parity Check Code)是一種性能接近香農(nóng)極限的信道編碼,已被廣泛地采用到各種無線通信領(lǐng)域標準中,包括我國的數(shù)字電視地面?zhèn)鬏敇藴省W洲第二代衛(wèi)星數(shù)字視頻廣播標準(DVB-S2,Digital Video Broadcasting-Satellite 2)、IEEE 802.11n、IEEE 802.16e等。它是3G乃至將來4G通信系統(tǒng)中的核心技術(shù)之一。 當今LDPC碼構(gòu)造的主流方向有兩個,分別是結(jié)合準循環(huán)(QC,Quasi Cyclic)移位結(jié)構(gòu)的單次擴展構(gòu)造和類似重復累積(RA,Repeat Accumulate)碼構(gòu)造。相應地,主要的LDPC碼編碼算法有基于生成矩陣的算法和基于迭代譯碼的算法。基于生成矩陣的編碼算法吞吐量高,但是需要較多的寄存器和ROM資源;基于迭代譯碼的編碼算法實現(xiàn)簡單,但是吞吐量不高,且不容易構(gòu)造高性能的好碼。 本文在研究了上述幾種碼構(gòu)造和編碼算法之后,結(jié)合編譯碼器綜合實現(xiàn)的復雜度考慮,提出了一種切實可行的基于二次擴展(Dex,Duplex Expansion)的QC-LDPC碼構(gòu)造方法,以實現(xiàn)高吞吐量的LDPC碼收發(fā)端;并且充分利用該類碼校驗矩陣準循環(huán)移位結(jié)構(gòu)的特點,結(jié)合RU算法,提出了一種新編碼器的設(shè)計方案。 基于二次擴展的QC-LDPC碼構(gòu)造方法,是通過對母矩陣先后進行亂序擴展(Pex,Permutation Expansion)和循環(huán)移位擴展(CSEx,Cyclic Shift Expansion)實現(xiàn)的。在此基礎(chǔ)上,為了實現(xiàn)可變碼長、可變碼率,一般編譯碼器需同時支持多個亂序擴展和循環(huán)移位擴展的擴展因子。本文所述二次擴展構(gòu)造方法的特點在于,固定循環(huán)移位擴展的擴展因子大小不變,支持多個亂序擴展的擴展因子,使得譯碼器結(jié)構(gòu)得以精簡;構(gòu)造得到的碼字具有近似規(guī)則碼的結(jié)構(gòu),便于硬件實現(xiàn);(偽)隨機生成的循環(huán)移位系數(shù)能夠提高碼字的誤碼性能,是對硬件實現(xiàn)和誤碼性能的一種折中。 新編碼器在很大程度上考慮了資源的復用,使得實現(xiàn)復雜度近似與碼長成正比。考慮到吞吐量的要求,新編碼器結(jié)構(gòu)完全拋棄了RU算法中串行的前向替換(FS,F(xiàn)orward Substitution)模塊,同時簡化了流水線結(jié)構(gòu),由原先RU算法的6級降低為4級;為了縮短編碼延時,設(shè)計時安排每一級流水線計算所需的時鐘數(shù)大致相同。 這種碼字構(gòu)造和編碼聯(lián)合設(shè)計方案具有以下優(yōu)勢:相比RU算法,新方案對可變碼長、可變碼率的支持更靈活,吞吐量也更大;相比基于生成矩陣的編碼算法,新方案節(jié)省了50%以上的寄存器和ROM資源,單位資源下的吞吐量更大;相比類似重復累積碼結(jié)構(gòu)的基于迭代譯碼的編碼算法,新方案使高性能LDPC碼的構(gòu)造更為方便。以上結(jié)果都在Xilinx Virtex II pro 70 FPGA上得到驗證。 通過在實驗板上實測表明,上述基于二次擴展的QC-LDPC碼構(gòu)造和相應的編碼方案能夠?qū)崿F(xiàn)高吞吐量LDPC碼收發(fā)端,在實際應用中具有很高的價值。 目前,LDPC碼正向著非規(guī)則、自適應、信源信道及調(diào)制聯(lián)合編碼方向發(fā)展。跨層聯(lián)合編碼的構(gòu)造方法,及其對應的編碼算法,也必將成為信道編碼理論未來的研究重點。
上傳時間: 2013-07-26
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本論文介紹了毫米波通信系統(tǒng)中常用的上變頻方案和調(diào)制方式,比較了它們的性能和特點,最終在發(fā)射系統(tǒng)中選擇了DQPSK調(diào)制方式。提出了一種利用數(shù)字上變頻技術(shù)進行基帶信號的數(shù)字域上變頻調(diào)制的方法。系統(tǒng)設(shè)計采用了現(xiàn)場可編程邏輯器件FPGA和通用正交上變頻器AD9857相結(jié)合的方案。 本設(shè)計硬件平臺以AD公司的AD9857為核心,在數(shù)字域完成了基帶數(shù)字信號內(nèi)插濾波、正交調(diào)制、D/A變換等功能;選用ALTERA公司的Cyclone系列EPlC6Q240C8完成了基帶數(shù)字信號的處理,并實現(xiàn)了對AD9857的控制。軟件部分,應用Quartus Ⅱ和硬件描述語言VHDL在FPGA中完成了基帶數(shù)字信號處理模塊(串并轉(zhuǎn)換模塊、差分編碼模塊)和與AD9857的通信模塊(串口通信模塊、并口通信模塊)的設(shè)計,并進行了仿真,仿真結(jié)果達到了設(shè)計要求。整個系統(tǒng)實現(xiàn)了在70MHz中頻載波上的DQPSK調(diào)制。系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單,控制靈活,頻率分辨率高,頻率變化速率高等優(yōu)點。
上傳時間: 2013-07-18
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Integrating A/D converters have two characteristics incommon. First, as the name implies, their
標簽: 7135 ICL D轉(zhuǎn)換 斜率
上傳時間: 2013-04-24
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差分跳頻(DFH)是集跳頻圖案、信息調(diào)制與解調(diào)于一體,是一個全面基于數(shù)字信號處理的全新概念的通信系統(tǒng),其技術(shù)體制和原理與常規(guī)跳頻完全不同,較好地解決了數(shù)據(jù)速率和跟蹤干擾等問題,代表了當前短波通信的一個重要發(fā)展方向。美國Sanders公司推出了名為CHESS的新型短波跳頻通信系統(tǒng),并獲得了成功,但我國對該體制和技術(shù)的研究還處于初始階段,目前還不太成熟,離實際應用還有一段距離。 本文主要基于FPGA芯片的基礎(chǔ)上對差分跳頻進行了研究,用FPGA來實現(xiàn)數(shù)字信號處理可以很好地解決并行性和速度問題,而且其靈活的可配置特性,使得FPGA構(gòu)成的DSP系統(tǒng)非常易于修改、測試及硬件升級。而且設(shè)計中盡量采用軟件無線電體系結(jié)構(gòu),減少模擬環(huán)節(jié),把數(shù)字化處理盡量靠近天線,從而建立一個通用、標準、模塊化的硬件平臺,用軟件編程來實現(xiàn)差分跳頻的各種功能,從基于硬件的設(shè)計方法中解放出來。 本文首先介紹了課題背景及研究的意義,闡述了目前差分跳頻中頻率合成跟頻率識別的實現(xiàn)方案。在頻率合成中,著重對DDS的相位截斷誤差及幅度量化誤差進行仿真,找出基于FPGA實現(xiàn)的最佳參數(shù)及改善方法。在頻率識別中,基于Xilinx公司提供FFT IP核,接收端中的位同步,頻率識別均在FFT的理論上進行設(shè)計。最后根據(jù)設(shè)計方案制作基于FPGA的電路板。 設(shè)計中跳頻圖案、直接數(shù)字頻率合成器、頻率識別、位同步、跳頻圖案恢復、線性調(diào)頻z變換等模塊均采用Verilog和VHDL兩種通用硬件描述語言進行設(shè)計,以便能夠在所有廠家的FPGA芯片中移植。
上傳時間: 2013-07-22
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在雷達信號偵察中運用寬帶數(shù)字接收技術(shù)是電子偵察的一個重要發(fā)展方向。數(shù)字信號處理由于其精度高、靈活性強、以及易于集成等特點而應用廣泛。電子系統(tǒng)數(shù)字化的最大障礙是寬帶高速A/D變換器的高速數(shù)據(jù)流與通用DSP處理能力的不匹配。而FPGA的廣泛應用,為解決上述矛盾提供了一種有效的方法。 本文利用FPGA技術(shù),設(shè)計了具備高速信號處理能力的寬帶數(shù)字接收機平臺,并提出了數(shù)字接收機實現(xiàn)的可行性方法,以及對這些方法的驗證。具體來說就是如何利用單片的FPGA實現(xiàn)對雷達信號并行地實時檢測和參數(shù)估計。所做工作主要分為兩大部分: 1、適合于FPGA硬件實現(xiàn)的算法的確定及仿真:對A/D采樣信號采用自相關(guān)累加算法進行信號檢測,利用信號的相關(guān)性和噪聲的獨立性提高信噪比,通過給出檢測門限來估計信號的起止點。對于常規(guī)信號的頻率估計,采用Rife算法。通過Matlab仿真,表明上述算法在運算量和精度方面均有良好性能,適合用作FPGA硬件實現(xiàn)。 2、算法的FPGA硬件實現(xiàn):針對原算法中極大消耗運算量的相關(guān)運算,考慮到FPGA并行處理的特點,將原算法修改為并行相關(guān)算法,并加入流水線,這樣處理極大地提高了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐率。采用Xilinx公司的Virtex-4系列中的XC4VSX55芯片作為開發(fā)平臺完成設(shè)計,系統(tǒng)測試結(jié)果表明,本設(shè)計能正常工作,滿足系統(tǒng)設(shè)計要求。 文章的最后,結(jié)合系統(tǒng)設(shè)計給出幾種VHDL優(yōu)化方法,主要圍繞系統(tǒng)的速度、結(jié)構(gòu)和面積等問題展開討論。
標簽: FPGA 雷達信號 數(shù)字接收機
上傳時間: 2013-06-25
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LED顯示屏作為一項高新科技產(chǎn)品正引起人們的高度重視,它以其動態(tài)范圍廣,亮度高,壽命長,工作性能穩(wěn)定而日漸成為顯示媒體中的佼佼者,現(xiàn)已廣泛應用于廣告、證券、交通、信息發(fā)布等各方面,且隨著全彩屏顯示技術(shù)的日益完善,LED顯示屏有著廣闊的市場前景。 本文主要研究的對象為全彩色LED同步顯示屏控制系統(tǒng),提出了一個系統(tǒng)實現(xiàn)方案,整個系統(tǒng)分三部分組成:DVI解碼電路、發(fā)送系統(tǒng)以及接收系統(tǒng)。DVI解碼模塊用于從顯卡的DVI口獲取視頻源數(shù)據(jù),經(jīng)過T.D.M.S.解碼恢復出可供LED屏顯示的紅、綠、藍共24位像素數(shù)據(jù)和一些控制信號。發(fā)送系統(tǒng)用于將收到的數(shù)據(jù)流進行緩存,經(jīng)處理后發(fā)送至以太網(wǎng)芯片進行以太網(wǎng)傳輸。接收系統(tǒng)接收以太網(wǎng)上傳來的視頻數(shù)據(jù)流,經(jīng)過位分離操作后存入SRAM進行緩存,再串行輸入至LED顯示屏進行掃描顯示。然后,從多方面論述了該方案的可行性,仔細推導了LED顯示屏各技術(shù)參數(shù)之間的聯(lián)系及約束關(guān)系。 本課題采用可編程邏輯器件來完成系統(tǒng)功能,可編程邏輯器件具有高集成度、高速度、在線可編程等特點,不僅可以滿足高速圖像數(shù)據(jù)處理對速度的要求,而且增加了設(shè)計的靈活性,不需修改電路硬件設(shè)計,縮短了設(shè)計周期,還可以進行在線升級。
上傳時間: 2013-06-22
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數(shù)字存儲示波器(DSO)上世紀八十年代開始出現(xiàn),由于當時它的帶寬和分辨率較低,實時性較差,沒有具備模擬示波器的某些特點,因此并沒有受到人們的重視。隨著數(shù)字電路、大規(guī)模集成電路及微處理器技術(shù)的發(fā)展,尤其是高速模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器及半導體存儲器(RAM)的發(fā)展,數(shù)字存儲示波器的采樣速率和實時性能得到了很大的提高,在工程測量中,越來越多的工程師用DSO來替代模擬示波器。 本文介紹了一款雙通道采樣速率達1GHz,分辨率為8Bits,實時帶寬為200MHz數(shù)字存儲示波器的研制。通過對具體功能和技術(shù)指標的分析,提出了FPGA+ARM架構(gòu)的技術(shù)方案。然后,本文分模塊詳細敘述了整機系統(tǒng)中部分模塊,包括前端高速A/D轉(zhuǎn)換器和FPGA的硬件模塊設(shè)計,數(shù)據(jù)處理模塊軟件的設(shè)計,以及DSO的GPIB擴展接口邏輯模塊的設(shè)計。 本文在分析了傳統(tǒng)DSO架構(gòu)的基礎(chǔ)上,提出了本系統(tǒng)的設(shè)計思想和實現(xiàn)方案。在高速A/D選擇上,國家半導體公司2005年推出的雙通道采樣速率達500MHz高速A/D轉(zhuǎn)換器芯片ADC08D500,利用其雙邊沿采樣模式(DES)實現(xiàn)對單通道1GHz的采樣速率,并且用Xilinx公司Spraten-3E系列FPGA作為數(shù)據(jù)緩沖單元和存儲單元,提高了系統(tǒng)的集成度和穩(wěn)定性。其中,F(xiàn)PGA緩沖單元完成對不同時基情況下多通道數(shù)據(jù)的抽取,處理單元完成對數(shù)據(jù)正弦內(nèi)插的計算,而DSO中其余數(shù)據(jù)處理功能包括數(shù)字濾波和FFT設(shè)計在后端的ARM內(nèi)完成。DSO中常用的GPIB接口放在FPGA內(nèi)集成,不僅充分利用了FPGA內(nèi)豐富的邏輯資源,而且降低了整機成本,也減少了電路規(guī)模。 最后,利用ChipscopePro工具對采樣系統(tǒng)進行調(diào)試,并分析了數(shù)據(jù)中的壞數(shù)據(jù)產(chǎn)生的原因,提出了解決方案, 并給出了FPGA接收高速A/D的正確數(shù)據(jù)。
標簽: FPGA 高速實時數(shù) 字存儲 示波器
上傳時間: 2013-07-07
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【免費分享】電子設(shè)計1000例,不要分。。。
上傳時間: 2013-06-10
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隨著科學技術(shù)水平的不斷提高,在科研和生產(chǎn)過程中為了更加真實的反映被測對象的性質(zhì),對測試系統(tǒng)的性能要求越來越高。傳統(tǒng)的測試裝置,由于傳輸速度低或安裝不便等問題已不能滿足科研和生產(chǎn)的實際需要。USB技術(shù)的出現(xiàn)很好的解決了上述問題。USB總線具有支持即插即用、易于擴展、傳輸速率高(USB2.0協(xié)議下為480Mbps)等優(yōu)點,已逐漸得到廣泛的應用。 本課題研究并設(shè)計了一套基于USB2.0的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。論文首先詳細介紹了USB總線協(xié)議,然后從系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)、硬件電路、軟件程序以及系統(tǒng)性能檢測等幾個方面,詳細闡述了系統(tǒng)的設(shè)計思想和實現(xiàn)方案。系統(tǒng)采用雙12位A/D轉(zhuǎn)換器,提供兩條模擬信號通道,可以同時采集雙路信號,最高的采樣率為200KHz。USB接口芯片采用Cypress公司的CY7C68013。論文詳細介紹了其在SlaveFIFO接口模式下的電路設(shè)計和程序設(shè)計。系統(tǒng)應用FPGA芯片作系統(tǒng)的核心控制,控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和與USB接口芯片的數(shù)據(jù)交換,并產(chǎn)生其中的邏輯控制信號和時序信號。同時應用FPGA芯片作系統(tǒng)的核心控制可提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性、減小設(shè)備的體積。系統(tǒng)的軟件設(shè)計,主要包括FPGA芯片中的邏輯、時序控制程序、8051固件程序、客戶應用程序及其驅(qū)動程序。客戶端選擇了微軟的Visual Studio6.0 C++作開發(fā)平臺,雖然增加了復雜程度,但是軟件執(zhí)行效率及重用性均得到提高。 最后,應用基于USB2.0的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)測試標準信號及電木的導熱系數(shù),以驗證測試系統(tǒng)的可靠信與準確性。
標簽: FPGA USB 接口 數(shù)據(jù)采集
上傳時間: 2013-04-24
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隨著城市居民住房的發(fā)展,樓房用表需求量不斷增大,傳統(tǒng)的把多個電能表掛在一起的計量方式越來越顯出它的弊端;即體積大,成本高,工程造價高,不利于新型住房的集中用電管理。多用戶、多功能智能電表不僅能很好地解決上述問題,還能實現(xiàn)很多智能化的功能。 多用戶多功能智能電能表可同時計量48戶居民的用電量。該電能表采用2塊LPC2294控制,以完成數(shù)據(jù)的通信和采集;采用2塊ARM,以減輕CUP的負擔,提高系統(tǒng)的多功能化和智能化。相對于單用戶電表,多用戶電表有多達32路以上通道,采用同一系統(tǒng)進行分時處理,該系統(tǒng)采用12位A/D轉(zhuǎn)換芯片AD8364,能保證數(shù)據(jù)采集的精度和速度。上位機還能實現(xiàn)與銀聯(lián)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng),可遠程控制用戶的用電。多用戶、多功能電能表在靈活性、多功能化、智能化、精度等方面都有優(yōu)勢。
上傳時間: 2013-04-24
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