隨著電子技術的快速發展,各種電子設備對時間精度的要求日益提升。在衛星發射、導航、導彈控制、潛艇定位、各種觀測、通信等方面,時鐘同步技術都發揮著極其重要的作用,得到了廣泛的推廣。對于分布式采集系統來說,中心主站需要對來自于不同采集設備的采集數據進行匯總和分析,得到各個采集點對同一事件的采集時間差異,通過對該時間差異的分析,最終做出對事件的準確判斷。如果分布式采集系統中的各個采集設備不具有統一的時鐘基準,那么得到的各個采集時間差異就不能反映出實際情況,中心主站也無法準確地對事件進行分析和判斷,甚至得出錯誤的結論。因此,時鐘同步是分布式采集系統正常運作的必要前提。 目前國內外時鐘同步領域常用的技術有GPS授時技術,鎖相環技術和IRIG-B 碼等。GPS授時技術雖然精度高,抗干擾性強,但是由于需要專用的GPS接收機,若單純使用GPS 授時技術做時鐘同步,就需要在每個采集點安裝接收機,成本較高。鎖相環是一種讓輸出信號在頻率和相位上與輸入參考信號同步的技術,輸出信號的時鐘準確度和穩定性直接依賴于輸入參考信號。IRIG-B 碼是一種信息量大,適合傳輸的時間碼,但是由于其時間精度低,不適合應用于高精度時鐘同步的系統。基于上述分析,本文結合這三種常用技術,提出了一種基于FPGA的分布式采集系統時鐘同步控制技術。該技術既保留了GPS 授時的高精確度和高穩定性,又具備IRIG-B時間碼易傳輸和低成本的特性,為分布式采集系統中的時鐘同步提供了一種新的解決方案。 本文中的設計采用了Ublox公司的精確授時GPS芯片LEA-5T,通過對GPS芯片串行時間信息解碼,獲得準確的UTC時間,并實現了分布式采集系統中各個采集設備的精確時間打碼。為了能夠使整個分布式采集系統具有統一的高精度數據采集時鐘,本論文采用了數模混合的鎖相環技術,將GPS 接收芯片輸出的高精度秒信號作為參考基準,生成了與秒信號高精度同步的100MHZ 高頻時鐘。本文在FPGA 中完成了IRIG-B 碼的編碼部分,將B 碼的準時標志與GPS 秒信號同步,提高了IRIG-B 碼的時間精度。在分布式采集系統中,IRIG-B時間碼能直接通過串口或光纖將各個采集點時間與UTC時間統一,節約了各點布設GPS 接收機的高昂成本。最后,通過PC104總線對時鐘同步控制卡進行了數據讀取和測試,通過實驗結果的分析,提出了改進方案。實驗表明,改進后的時鐘同步控制方案具有很高的時鐘同步精度,對時鐘同步技術有著重大的推進意義!
上傳時間: 2013-08-05
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數字D類音頻放大器,也叫數字脈沖調制放大器,具有效率高,低電壓,低失真的特點,在低成本,高性能的消費類產品特別是便攜式設備中得到越來越廣泛的應用。數字D類放大器包括數字脈沖寬度調制(PWM)和輸出級(含低通濾波器)兩個部分,數字PWM又包括兩個部分,采樣處理和脈沖產生。傳統的采樣處理算法運算復雜,硬件實現成本高,面積大,從而導致功耗也大,不適合當今向低功耗發展的趨勢。 本文在傳統算法的基礎上提出了一種新的算法,該算法不包括乘法或者除法這些計算復雜和非常消耗硬件資源的單元,只含加法和減法運算。在推導出該算法的傅立葉表達式后,在MATLAB的simulink中建立系統模型進行仿真以驗證算法的可行性,在輸入信號頻率為1kHZ,采樣頻率為48kHZ,電源電壓為10V,輸出負載為4Ω的條件下,得到的總諧波失真為0.12%,符合D類放大器的性能要求。本文還在基于Xilinx公司的Spartan-3系列FPGA的基礎上實現了該算法的電路結構,綜合結果表明,實現基于本文算法的數字D類音頻系統所需要的硬件資源大大減少,從而減少了功耗。 關鍵詞:D類放大器;脈沖寬度調制;采樣算法;數字音頻放大器;FPGA
上傳時間: 2013-07-19
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數字超聲診斷設備在臨床診斷中應用十分廣泛,研制全數字化的醫療儀器已成為趨勢。盡管很多超聲成像儀器設計制造中使用了數字化技術,但是我們可以說現代VLSI 和EDA 技術在其中并沒有得到充分有效的應用。隨著現代電子信息技術的發展,PLD 在很多與B 型超聲成像或多普勒超聲成像有關的領域都得到了較好的應用,例如數字通信和相控雷達領域。 在研究現代超聲成像原理的基礎上,我們首先介紹了常見的數字超聲成像儀器的基本結構和模塊功能,同時也介紹了現代FPGA 和EDA 技術。隨后我們詳細分析討論了B 超中,全數字化波束合成器的關鍵技術和實現手段。我們設計實現了片內高速異步FIFO 以降低采樣率,仿真結果表明資源使用合理且訪問時間很小。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。我們設計實現了基于直接數字頻率合成原理的數控振蕩器,能夠給出一對幅值和相位較平衡的正交信號,且在FPGA 片內實現方案簡單廉價。數控振蕩器輸出波形的頻率可動態控制且精度較高,對于隨著超聲在人體組織深度上的穿透衰減,導致回波中心頻率下移的聲學物理現象,可視作將回波接收機的中心頻率同步動態變化進行補償。 還設計實現了B 型數字超聲診斷儀前端發射波束聚焦和掃描控制子系統。在單片FPGA 芯片內部設計實現了聚焦延時、脈寬和重復頻率可動態控制的發射驅動脈沖產生器、線掃控制、探頭激勵控制、功能碼存儲等功能模塊,功能仿真和時序分析結果表明該子系統為設計實現高速度、高精度、高集成度的全數字化超聲診斷設備打下了良好的基礎,將加快其研發和制造進程,為生物醫學電子、醫療設備和超聲診斷等方面帶來新思路。
上傳時間: 2013-06-18
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恒流電路高精度,現了簡單實用,由基準電壓源,集成運算放大器及復合管組成的
上傳時間: 2013-07-26
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目前國內井下水泵電機多數采用傳統的人工進行控制,即人工加繼電器進行控制的方法。這種方法控制線路復雜,設備運行的自動化程度低,可靠性差,工人勞動強度大,應急能力差等缺點。針對當前國家對煤礦企業安全生產要求的不斷提高和企業自身發展所遇到的實際問題,研制了基于ARM的煤礦井下水泵電機網絡監控系統,不僅可以完成水位檢測、軸溫檢測、流量檢測、水泵起動、停止及其過程控制,而且還可以進行數據傳輸、處理等工作。它具有以下特點:水位實時在線檢測與顯示;水泵啟動與停止控制;多臺水泵實時“輪班工作制”;根據涌水量大小和用電“避峰就谷”原則,控制投入運行的水泵臺數;與監控中心聯網,實行集中控制。 本文所設計的監控系統由監控中心、監控終端和遠程訪問三部分組成,分別介紹了監控系統的硬件設計、電機保護算法設計、系統通訊網絡的設計和監控系統軟件的設計。 監控系統的硬件設計主要針對監控終端的硬件設計,它采用S3C440X作為監控終端的處理芯片。根據監測的主要參數如水泵電機電流、電壓、水泵開停狀態、電機溫度、井底水倉水位、水泵出口流量的實際特點,通過ARM芯片的快速處理運算能力,實時計算出水泵的三相有功功率和無功功率、功率因數等參量,井底水倉的水位和水泵出水口的流量、水泵的三相電壓和電流準確值。把處理運算的結果通過以太網傳到監控中心進行存儲、顯示和打印,同時監控中心根據傳上來的結果進行判斷,然后根據判斷的情況確定是否需要給監控終端發送控制命令。 電機保護算法設計方面,主要針對系統數據采集的特點,對相電流、相電壓進行交流信號采樣。對采樣后的數據運用快速傅立葉變換(FFT)進行數值計算,獲得了高精度的測量。 系統通訊網絡的設計主要針對系統兩層通訊網絡的協議進行分析與設計。監控中心軟件采用基于Basic的可視化的程序設計語言Visual Basic6.0進行開發。客戶端利用計算機網絡技術,使用B/S模式遠程實現對系統運行數據的傳輸,以便可以查詢實時數據和歷史數據,實現資源共享。
上傳時間: 2013-06-25
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近年來,嵌入式Internet遠程測控系統已成為計算機控制領域一個重要組成部分,它將計算機網絡、通信與自動控制技術相結合并成為新興的研究熱點。通過嵌入式Internet控制系統,用戶只要在有網絡接入的地方,就可以對與網絡連接的任何現場設備進行遠程測控。嵌入式系統可以根據應用進行軟硬件的定制,特別適用于對成本、體積、功耗有嚴格要求的各種遠程測控設備。該項技術的研究具有廣闊的應用前景。 嵌入式Web遠程監控不同于以往的C/S和B/S網絡監控技術,它通常采用嵌入式系統作為Web服務器,使得系統的成本大大降低,且設備體積小巧,便于安裝、易于維護,安全可靠,此技術自問世以來得到了業界的廣泛關注,各式各樣的解決方案和實現方式層出不窮。 本文提出了一種基于ARM的嵌入式網絡控制系統。該系統以嵌入式Boa服務器作為遠程信號的傳輸平臺。首先對網絡的系統結構和工作原理作了詳細介紹,然后對嵌入式網絡控制系統的實現作了深入的探討和研究。 整個嵌入式網絡控制系統主要劃分為三個部分:嵌入式網絡控制系統硬件設計;嵌入式網絡控制器的軟件設計;嵌入式網絡控制系統Web服務器實現。系統選用主流的ARM微處理器LPC2210作為系統主控制器,并根據需要給出了具體的硬件電路設計,包括:存儲器接口電路、網絡接口電路、串行通信接口電路以及信號調理電路設計。鑒于μ Clinux對ARM技術的有力支持,且μ Clinux具有內核可裁減、網絡功能強大、低成本、代碼開放等特點,通過對μ Clinux的裁減、配置和編譯,成功地將μ Clinux移植到LPC2210中。然后完成設備驅動開發、嵌入式網絡控制系統Boa服務器的構建及系統應用開發。 該嵌入式網絡控制系統融合監控網與信息網,實現了遠程分布式測控和通訊。系統穩定性高、實時性好、性價比高,具有廣泛的應用價值,適用于工業、交通、電力、能源等眾多控制領域。
上傳時間: 2013-04-24
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近年來,嵌入式Internet遠程測控系統已成為計算機控制領域一個重要組成部分,它將計算機網絡、通信與自動控制技術相結合并成為新興的研究熱點。通過嵌入式Internet控制系統,用戶只要在有網絡接入的地方,就可以對與網絡連接的任何現場設備進行遠程測控。嵌入式系統可以根據應用進行軟硬件的定制,特別適用于對成本、體積、功耗有嚴格要求的各種遠程測控設備。該項技術的研究具有廣闊的應用前景。 嵌入式Web遠程監控不同于以往的C/S和B/S網絡監控技術,它通常采用嵌入式系統作為Web服務器,使得系統的成本大大降低,且設備體積小巧,便于安裝、易于維護,安全可靠,此技術自問世以來得到了業界的廣泛關注,各式各樣的解決方案和實現方式層出不窮。 本文提出了一種基于ARM的嵌入式網絡控制系統。該系統以嵌入式Boa服務器作為遠程信號的傳輸平臺。首先對網絡的系統結構和工作原理作了詳細介紹,然后對嵌入式網絡控制系統的實現作了深入的探討和研究。 整個嵌入式網絡控制系統主要劃分為三個部分:嵌入式網絡控制系統硬件設計;嵌入式網絡控制器的軟件設計;嵌入式網絡控制系統Web服務器實現。系統選用主流的ARM微處理器LPC2210作為系統主控制器,并根據需要給出了具體的硬件電路設計,包括:存儲器接口電路、網絡接口電路、串行通信接口電路以及信號調理電路設計。鑒于μ Clinux對ARM技術的有力支持,且μ Clinux具有內核可裁減、網絡功能強大、低成本、代碼開放等特點,通過對μ Clinux的裁減、配置和編譯,成功地將μ Clinux移植到LPC2210中。然后完成設備驅動開發、嵌入式網絡控制系統Boa服務器的構建及系統應用開發。 該嵌入式網絡控制系統融合監控網與信息網,實現了遠程分布式測控和通訊。系統穩定性高、實時性好、性價比高,具有廣泛的應用價值,適用于工業、交通、電力、能源等眾多控制領域。
上傳時間: 2013-06-13
上傳用戶:牛津鞋
視頻監控系統是一種先進的、防范能力強的綜合系統。它通過遙控攝像機及其輔助設備(鏡頭、云臺等)直接觀看被監控場所的一切情況,同時可以把監控場所的圖像內容傳送到監控中心,進行實時遠程監控。隨著計算機、網絡以及圖像處理、傳輸技術的迅猛發展,視頻監控技術也得到飛速發展,視頻監控進入了全數字化的網絡時代,傳統的模擬視頻監控系統和基于PC機的數字視頻監控系統已不能滿足現代社會發展的需要,基于嵌入式技術的網絡視頻監控系統成為視頻監控系統發展的新趨勢,具有廣闊的應用前景和實用價值。 本文在總結分析前人研究成果的基礎上,深入系統地研究了基于ARM和Linux的嵌入式系統開發技術,給出了基于ARM的嵌入式視頻服務器的總體設計方案和功能規劃,包括硬件結構和軟件結構,基于B/S(Browser/Server)服務機制的客戶端軟件設計大大降低了客戶端的軟硬件要求。然后,介紹了嵌入式Linux交叉編譯環境的搭建和嵌入式軟件的開發過程,通過BootLoader的配置燒寫和Linux內核的移植編譯,搭建了嵌入式視頻服務器運行開發的軟件平臺。最后詳細分析了嵌入式視頻服務器軟件部分各個功能模塊的設計思路及其關鍵代碼實現,用Liflux vide04linux APIs實現了視頻圖像的采集,視頻數據網絡傳輸采用了基于UDP協議的IP組播方式,而視頻圖像顯示模塊則采用了自行設計實現的基于IPicture COM接口的ActiveX控件,便于維護、更新和升級。 本文設計的基于ARM的嵌入式視頻服務器安裝設置方便,遠程客戶端用戶通過IE瀏覽器可直接訪問服務器,實時視頻圖像傳輸流暢,無明顯抖動,具有良好的穩定性、較高的性價比和一定的實用價值。
上傳時間: 2013-05-19
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高精度電壓表、電流表和電阻表的制作:一、研究目的1.學習和掌握萬用表電路設計的思路。2.學習掌握電壓表、電流表和電阻表測量中不同量程的構成方式。3.學習和掌握采用含運算放大器的
上傳時間: 2013-07-22
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隨著電子技術和EDA技術的發展,大規模可編程邏輯器件PLD(Programmable Logic Device)、現場可編程門陣列FPGA(Field Programmable Gates Array)完全可以取代大規模集成電路芯片,實現計算機可編程接口芯片的功能,并可將若干接口電路的功能集成到一片PLD或FPGA中.基于大規模PLD或FPGA的計算機接口電路不僅具有集成度高、體積小和功耗低等優點,而且還具有獨特的用戶可編程能力,從而實現計算機系統的功能重構.該課題以Altera公司FPGA(FLEX10K)系列產品為載體,在MAX+PLUSⅡ開發環境下采用VHDL語言,設計并實現了計算機可編程并行接芯片8255的功能.設計采用VHDL的結構描述風格,依據芯片功能將系統劃分為內核和外圍邏輯兩大模塊,其中內核模塊又分為RORT A、RORT B、OROT C和Control模塊,每個底層模塊采用RTL(Registers Transfer Language)級描述,整體生成采用MAX+PLUSⅡ的圖形輸入法.通過波形仿真、下載芯片的測試,完成了計算機可編程并行接芯片8255的功能.
上傳時間: 2013-06-08
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