PWM(脈沖寬度調制)是一種利用數(shù)字信號來控制模擬電路的控制技術，廣泛應用于電源、電機、伺服系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、電子控制器、功率控制等電力電子設備。PWM技術在逆變電路中的應用最為廣泛，也是變頻技術的核心，同時在機床，液壓位置控制系統(tǒng)等機械裝置中也發(fā)揮著重要的作用。PWM技術已經成為控制領域的一個熱點，因此研究PWM發(fā)生器對于基礎理論的發(fā)展和技術的改進都有十分重要的意義。 論文研究的主要內容是用任意波形作為調制信號通過特定的方法來產生所需要的PWM波形，任意波形的合成和PWM波形的生成是兩個主要任務。任意波形的合成是課題設計的一個難點，也是影響系統(tǒng)性能的關鍵因素之一。論文中波形合成采用直接數(shù)字頻率合成(DDS)技術來實現(xiàn)。DDS技術以相位為地址，通過查找離散幅度數(shù)據(jù)進行波形合成，具有輸出波形相位變化連續(xù)、分辨率高、頻率轉換速率快的優(yōu)點，而且通過設置控制字可靈活方便地改變輸出頻率，是目前波形合成的主流方法。 實現(xiàn)PWM發(fā)生器的設計方法有多種。在綜合比較了單片機、DSP、ARM等常用開發(fā)工具特點的基礎上，本文提出了一種以可編程邏輯器件(PLD)為主體，單片機輔助配合的設計方法。隨著計算機技術和微電了技術的迅速發(fā)展，可編程邏輯器件的集成度和容量越來越大，基于PLD的設計方法正逐步成為一種主流于段，是近些年來電子系統(tǒng)設計的一個熱點。整個系統(tǒng)分為模擬波形產生、單片機控制電路、FPGA內部功能模塊三大部分。FPGA部分的設計是以Altera公司的Quartus Ⅱ軟件為開發(fā)平臺，采用VHDL語言為主要輸入手段來完成內部各功能模塊的設計輸入、編譯、仿真等調試工作，目標載體選用性價比比較高的Altera公司的CycloneⅡ系列的器件；單片機控制電路主要負責控制字的設置和顯示，波形數(shù)據(jù)的接受與發(fā)送；用MATLAB軟件完成仟意波形的繪制和模擬任務。 論文共分五章，詳細介紹了課題的背景、PWM發(fā)生器的發(fā)展和應用以及選題的目的和意義等，論述了系統(tǒng)設計方案的可行性，對外圍電路和FPAG內部功能模塊的設計方法進行了具體說明，并對仿真結果、系統(tǒng)的性能、存在的問題和改進方法等進行了分析和闡述。整個設計滿足PWM發(fā)生器的任務和功能要求，設計方法可行。
上傳時間： 2013-06-03
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信號發(fā)生器是控制系統(tǒng)的重要組成部分。研制出較高精度、可靠性、可調參數(shù)的數(shù)字量信號發(fā)生器，對于促進我國航空、航天、國防以及工業(yè)自動化等領域的發(fā)展均有重要意義。本文以直接頻率合成和偽隨機碼的設計與實現(xiàn)為中心，對擴頻通信的基本理論、信號源的結構、載波調制等問題進行了深入的分析和研究，并給出了模塊的硬件實現(xiàn)方案。 現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)設計靈活、速度快，在數(shù)字專用集成電路的設計中得到了廣泛的應用。論文介紹了FPGA技術的發(fā)展和應用，包括VHDL語言的基本語法結構和FPGA器件的開發(fā)設計流程等等。詳細地分析了各類頻率合成器的基礎上提出采用直接數(shù)字式頻率合成原理(DDS)實現(xiàn)低相位噪聲、高分辨率、高精度和高穩(wěn)定度的信號源。研究了測距偽隨機碼的原理，確定選用移位序列作為系統(tǒng)的擴頻碼序列，并選取了符合本系統(tǒng)使用的移位序列擴頻碼。分別給出并分析了相應的FPGA硬件實現(xiàn)電路。 對于載波調制這一關鍵技術，提出了采用二進制相移鍵控相位選擇法并相應作了硬件實現(xiàn)。最后給出具體設計實現(xiàn)了的信號發(fā)生器的輸出波形。經實驗室測試，設計的信號發(fā)生器滿足要求，且結構簡單、工作可靠、重量輕、體積小，具有良好的應用前景。
上傳時間： 2013-04-24
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現(xiàn)場可編程門陣列器件(FPGA)是一種新型集成電路，可以將眾多的控制功能模塊集成為一體，具有集成度高、實用性強、高性價比、便于開發(fā)等優(yōu)點，因而具有廣泛的應用前景。單相全橋逆變器是逆變器的一種基本拓撲結構，對它的研究可以為三相逆變器研究提供參考，因此對單相全橋逆變器的分析有著重要的意義。 本文研制了一種基于FPGA的SPWM數(shù)字控制器，并將其應用于單相逆變器進行了試驗研究。主要研究內容包括：SPWM數(shù)字控制系統(tǒng)軟件設計以及逆變器硬件電路設計，并對試驗中發(fā)現(xiàn)的問題進行了深入分析，提出了相應的解決方案和減小波形失真的措施。在硬件設計方面，首先對雙極性／單極性正弦脈寬調制技術進行分析，選用適合高頻設計的雙極性調制。其次，詳細分析死區(qū)效應，采用通過判斷輸出電壓電流之間的相位角預測橋臂電流極性方向，超前補償波形失真的方案。最后，采用電壓反饋實時檢測技術，對PWM進行動態(tài)調整。在控制系統(tǒng)軟件設計方面，采用FPGA自上而下的設計方法，對其控制系統(tǒng)進行了功能劃分，完成了DDS標準正弦波發(fā)生器、三角波發(fā)生器、SPWM產生器以及加入死區(qū)補償?shù)腜WM發(fā)生器、電流極性判斷(零點判斷模塊和延時模塊)和反饋等模塊的設計。針對仿真和實驗中的毛刺現(xiàn)象，分析其產生機理，給出常用的解決措施，改進了系統(tǒng)性能。
上傳時間： 2013-07-06
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本文以直接頻率合成和偽隨機碼的設計與實現(xiàn)為中心，對擴頻通信的基本理論、信號源的總體結構、載波調制、濾波器設計等問題進行了深入的分析和研究，并給出了模塊的硬件實現(xiàn)方案。 首先介紹了FPGA技術的發(fā)展和應用，包括VHDL語言的基本語法結構和FPGA器件的開發(fā)設計流程等等。詳細地分析了各類頻率合成器的基礎上提出采用直接數(shù)字式頻率合成器(DDS)實現(xiàn)低相位噪聲、高分辨率、高精度和高穩(wěn)定度的信號源。研究了測距偽隨機碼的原理，確定選用移位序列作為系統(tǒng)的擴頻碼序列，并選取了符合本系統(tǒng)使用的移位序列擴頻碼。分別給出并分析了相應的FPGA硬件實現(xiàn)電路。 對于載波調制這一關鍵技術，提出了采用二進制相移鍵控相位選擇法并相應作了硬件實現(xiàn)。分析與研究了射頻寬帶濾波器應具有的傳輸特性，通過分析巴特沃思濾波器、切比雪夫濾波器、橢圓濾波器和貝塞爾濾波器這幾種濾波器的頻譜特性，設計了發(fā)生器射頻寬帶濾波器。最后給出具體設計實現(xiàn)了的信號發(fā)生器的輸出波形。
上傳時間： 2013-04-24
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直接數(shù)字頻率合成(DDS)技術采用全數(shù)字的合成方法，所產生的信號具有頻率分辨率高、頻率切換速度快、頻率切換時相位連續(xù)、輸出相位噪聲低和可以產生任意波形等諸多優(yōu)點。 在理論上對DDS的原理及其輸出信號的性能進行了分析，采用FPGA實現(xiàn)了任意波形發(fā)生器，能夠產生三角波、鋸齒波、調頻波、調相波、調幅波和碎發(fā)等十幾種波形，并能通過串行口下載任意波形。在設計頻率調制電路時采用了頻率字運算單元和相位累加器相結合的結構，該方法既可實現(xiàn)寬帶線性調頻，又可實現(xiàn)非線性調頻。完成了軟件和硬件的設計和調試。對實驗樣機進行了測試，結果表明性能指標達到了設計要求。
上傳時間： 2013-05-26
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QPSK是一種線性窄帶數(shù)字調制技術，具有頻譜利用率高、頻譜特性好、抗衰落性能強和可用非相干解調等特點。擴頻通信是從軍事通信中發(fā)展起來的一種高性能通信技術，具有抗干擾、抗多徑能力強和保密性好等優(yōu)點，在移動通信和衛(wèi)星通信中得到廣泛應用。所以將QPSK技術應用亍擴頻通信具有重要的工程意義。 本文對QPSK調制的擴頻系統(tǒng)的FPGA實現(xiàn)進行了研究。本文介紹了擴頻通信的原理及發(fā)展現(xiàn)狀，并對QPSK調制的原理進行了詳細闡述。本文設計的擴頻通信系統(tǒng)主要包括串并/并串轉換、差分編/解碼、DDS、擴頻/解擴、QPSK調制/解調等模塊，基于Altera公司的Quartus Ⅱ 4.1開發(fā)平臺對以上各模塊進行了設計和時序仿真.仿真結果證明：該系統(tǒng)能正確工作，完成了預定的目標。 本文設計的基于FPGA的擴頻通信系統(tǒng)具有集成度高、可軟件升級等優(yōu)點，這為設計更高集成度和靈活性的通信系統(tǒng)提供了基礎。
標簽： QPSK FPGA 調制 擴頻系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-19
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高精度的信號源是各種測試和實驗過程中不可缺少的工具，在通信、雷達、測量、控制、教學等領域應用十分廣泛。傳統(tǒng)的頻率合成方法設計的信號源在功能、精度、成本等方面均存在缺陷和不足，不能滿足電子技術的發(fā)展要求，直接數(shù)字合成（Direct Digital Synthesis）DDS技術可以提供高性能、高頻高精度的信號源，方便地獲得分辨率高且相位連續(xù)的信號，基于FPGA的DDS技術提供了升級方便并且成本低廉的解決方案。 本文對DDS的基本原理和輸出頻譜特性進行理論分析，總結出雜散分布規(guī)律。同時以DDS的頻譜分析為基礎，給出了幾種改善雜散的方法。本文結合相關文獻資料采用傅立葉變換的方法對相位截斷時DDS雜散信號的頻譜特性進行了研究，得到了雜散分布的規(guī)律性結論，并應用在程序設計程中；DDS技術的實現(xiàn)依賴于高速、高性能的數(shù)字器件，本文將FPGA器件和DDS技術相結合，確定了FPGA器件的整體設計方案，詳細說明了各個模塊的功能和設計方法，并對其關鍵部分進行了優(yōu)化設計，從而實現(xiàn)了波形發(fā)生器數(shù)字電路部分的功能。軟件部分采用模塊設計方法，十分方便調試。為了得到滿足設計要求的模擬波形，本文還設計了幅度調節(jié)、D/A轉換和低通濾波等外圍硬件電路。 實驗結果表明，本文設計的基于DDS技術的多波形信號源基本能夠滿足普通學生實驗室的要求。
標簽： FPGA 算法 數(shù)字頻率合成器
上傳時間： 2013-06-11
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本書比較全面地闡述了fpga在數(shù)字信號處理中的應用問題。 數(shù)字信號處理的FPGA實現(xiàn) 本書共分8章，主要內容包括典型fpga器件的介紹、vhdl硬件描述語言、fpga設計中常用軟件簡介、用fpga實現(xiàn)數(shù)字信號處理的數(shù)據(jù)規(guī)劃、多種結構類型的fir數(shù)字濾波器的fpga實現(xiàn)、不同結構fft的fpga實現(xiàn)、數(shù)字正交下變頻的fpga實現(xiàn)、cordic和dds的fpga實現(xiàn)等。本書緊密貼合工程實踐，以一個fpga設計開發(fā)人員的切身體會去敘述每一個應用實例，以一個fpga教學工作者的實踐經驗去梳理和組織繁雜的知識點。 本書可作為高等院校通信、數(shù)字信號處理、電子工程等專業(yè)的本科生教材，也可供相關專業(yè)的研究生和從事雷達、電子偵察、通信等工作的技術人員參考。
標簽： FPGA 數(shù)字信號處理
上傳時間： 2013-06-04
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利用FPGA的51 ，IP核實現(xiàn)與單片機和ARM的串口通信
上傳時間： 2013-08-05
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基于FPGA數(shù)字頻率計的實現(xiàn)，文中有所有的源代碼，僅供參考。
標簽： FPGA 數(shù)字頻率計
上傳時間： 2013-08-05
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