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基于FPGA的工頻干擾實時濾波技術

生物醫學信號是源于一個生物系統的一類信號，像心音、腦電、生物序列和基因以及神經活動等，這些信號通常含有與生物系統生理和結構狀態相關的信息，它們對這些系統狀態的研究和診斷具有很大的價值。信號拾取、采集和處理的正確與否直接影響到生物醫學研究的準確性，如何有效地從強噪聲背景中提取有用的生物醫學信號是信號處理技術的重要問題。　　設計自適應濾波器對帶有工頻干擾的生物醫學信號進行濾波，從而消除工頻干擾，獲得最佳的濾波效果是本研究要解決的問題。生物醫學信號具有信號弱、噪聲強、頻率范圍較低、隨機性強等特點。由于心電(electrocardiogram，ECG)信號的確定性、穩定性、規則性都比其他生物信號高，便于準確評估和檢測濾波效果，本研究采用ECG信號作為原始的模板信號。　　本研究將新的電子芯片技術與現代信號處理技術相結合，從過去單一的軟件算法研究，轉向軟件與硬件結合，從而提高自適應速度和精度，而且可以使系統的開發周期縮短、成本降低、容易升級和變更。　　采用現場可編程邏輯器件(Field Programmable Gate array，FPGA)作為新的ECG快速提取算法的硬件載體，加快信號處理的速度。為了將ECG快速提取算法轉換為常用的適合于FPGA芯片的定點數算法，研究中詳細分析了定點數的量化效應對自適應噪聲消除器的影響，以及對浮點數算法和定點數算法的復合自適應濾波器的各種參數的選擇，如步長因子和字長選擇。研究中以定點數算法中的步長因子和字長選擇，作為FPGA設計的基礎，利用串并結合的硬件結構實現自適應濾波器，并得到了預期的效果，準確提取改善后的ECG信號。　　研究中，在MATLAB(Matrix Laboratry)軟件的環境下模擬，選取帶有50Hz工頻干擾的不同信噪比的ECG原始信號，在浮點數情況下，原始信號通過采用最小均方LMS(LeastMean Squares)算法的浮點數自適應濾波器后，根據信噪比的改善和收斂速度，確定不同的最佳μ值，并在定點數情況下，在最佳μ值的情況下，原始信號通過采用LMs算法的定點數自適應濾波器后，根據信噪比的改善效果和采用硬件的經濟性，確定最佳的定點數。并了解LMS算法中步長因子、定點數字長值對信號信噪比、收斂速度和硬件經濟性的影響。從而得出針對含有工頻干擾的不同信噪比的原始ECG，應該采用什么樣的μ值和什么樣的定點數才能對原始ECG的改善和以后的硬件實現取得最佳的效果，并根據所得到的數據和結果，在FPGA上實現自適應濾波器，使自適應濾波器能對帶有工頻干擾的ECG原始信號有最佳的濾波效果。

標簽： FPGA 工頻干擾濾波技術

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：gzming
基于FPGA的永磁電機控制系統

隨著經濟的發展，科學技術的進步，永磁電機的研發和控制技術都有了快速的發展。永磁電機的發展也帶來了永磁電機控制器的發展，電機控制器已經由傳統的模擬元件控制器，逐漸轉向數模混合控制器、全數字控制器。基于現場可編程門陣列(FPGA——Field Programmable Gate array)的新一代數字電機控制技術得到越來越多的關注。現在的FPGA不僅實現了軟件需求和硬件設計的完美集合，還實現了高速與靈活性的完美結合，使其已超越了ASIC器件的性能和規模。在工業控制領域，FPGA雖然起步較晚，但是發展勢頭迅猛。　　本文在介紹了傳統無刷直流電機控制技術的基礎上，分析了采用FPGA實現電機控制的優點。詳細介紹了使用硬件編程語言，在FPGA中編程實現永磁無刷直流電機速度閉環控制的各個關鍵環節，如：PI調節器、數字PWM等等。在實現永磁無刷直流電機速度閉環控制的同時，將速度檢測環節采用FPGA實現，減小了系統硬件開銷。在實現單臺永磁無刷直流電機速度閉環控制的基礎上，本文在一片FPGA芯片上實現了多臺永磁無刷直流電機的速度閉環獨立控制系統。介紹了采用FPGA進行多臺電機控制具有獨特的優勢，這些優勢使得FPGA在實現多臺電機控制時非常方便，具有單片機(MCU)和數字信號處理器(DSP)無法比擬的優點。文中對基于FPGA的單臺和多臺永磁無刷直流電機控制系統分別進行了實驗驗證。　　 FPGA編程靈活，設計方便，本文在FPGA中實現了各種不同的PWM調制方式。從電路方面詳細分析了采用不同的PWM調制，換相時無刷直流電機母線的反向電流問題。借助FPGA平臺，對各種PWM調制方式進行了實驗，對理論分析進行了驗證。　　另外，本文介紹了目前非常流行的一種FPGA圖形化設計方法，即基于XSG(Xilinx System Generator)的FPGA設計。這種設計方法具有圖形化、模塊化的優點，大大方便了用戶的FPGA開發設計。在XSG中建立的仿真系統，區別于傳統的Simulink仿真，可以直接生成相應的硬件編程語言代碼下載到FPGA中運行。本文借助XSG軟件設計在XSG/Simulink中實現了永磁同步電機矢量控制系統的混合建模算法，并進行了仿真。

標簽： FPGA 永磁電機控制系統

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：wangyi39
用FPGA實現的8點32 位FFT 處理器方案

:文章針對目前數字信號處理中大量采用的快速傅立葉變換[FFT] 算法采用軟件編程來處理的應用現狀,在對FFT 算法進行\\\\\\\\r\\\\\\\\n分析的基礎上,給出了用FPGA[Field Programmable Gate array] 實現的8 點32 位FFT 處理器方案,并得到了系統的仿真結果。\\\\\\\\r\\\\\\\\n最后在Altera 公司FLEX10K系列FPGA 芯片上成功地實現了綜合。

標簽： FPGA FFT 處理器方案

上傳時間： 2013-08-09

上傳用戶：yangzhiwei
基于CORDIC算法的高速ODDFS電路設計

為了滿足現代高速通信中頻率快速轉換的需求，基于坐標旋轉數字計算（CORDIC，Coordinate Rotation Digital Computer）算法完成正交直接數字頻率合成（ODDFS，Orthogonal Direct Digital Frequency Synthesizer）電路設計方案。采用MATLAB和Xilinx System Generator開發工具搭建電路的系統模型，通過現場可編程門陣列（FPGA，Field Programmable Gate array）完成電路的寄存器傳輸級（RTL，Register Transfer Level）驗證，仿真結果表明電路設計具有很高的有效性和可行性。

標簽： CORDIC ODDFS 算法電路設計

上傳時間： 2013-11-09

上傳用戶：hfnishi
LTC1099半閃速8位AD轉換數字光電二極管陣列

This application note describes a Linear Technology "Half-Flash" A/D converter, the LTC1099, being connected to a 256 element line scan photodiode array. This technology adapts itself to handheld (i.e., low power) bar code readers, as well as high resolution automated machine inspection applications..

標簽： 1099 LTC 8位 AD轉換

上傳時間： 2013-11-21

上傳用戶：lchjng
VGA 8:1 multiplexer reference

This reference design (RD) features a fullyassembled and tested surface-mount printed circuitboard (PCB). The RD board utilizes the MAX48851:2 or 2:1 multiplexer and other ICs to implement acomplete video graphics array (VGA) 8:1multiplexer.VGA input/output connections are provided to easilyinterface the MAX4885 RD board with VGAcompatibledevices. The RD board gives the optionto use a single 5V DC power supply (V+), or this RDboard can be powered from any one of the eight VGA sources.

標簽： multiplexer reference VGA

上傳時間： 2013-11-09

上傳用戶：ANRAN
IC封裝製程簡介(IC封裝制程簡介)

半導體的產品很多，應用的場合非常廣泛，圖一是常見的幾種半導體元件外型。半導體元件一般是以接腳形式或外型來劃分類別，圖一中不同類別的英文縮寫名稱原文為 PDID：Plastic Dual Inline Package SOP：Small Outline Package SOJ：Small Outline J-Lead Package PLCC：Plastic Leaded Chip Carrier QFP：Quad Flat Package PGA：Pin Grid array BGA：Ball Grid array 雖然半導體元件的外型種類很多，在電路板上常用的組裝方式有二種，一種是插入電路板的銲孔或腳座，如PDIP、PGA，另一種是貼附在電路板表面的銲墊上，如SOP、SOJ、PLCC、QFP、BGA。從半導體元件的外觀，只看到從包覆的膠體或陶瓷中伸出的接腳，而半導體元件真正的的核心，是包覆在膠體或陶瓷內一片非常小的晶片，透過伸出的接腳與外部做資訊傳輸。圖二是一片EPROM元件，從上方的玻璃窗可看到內部的晶片，圖三是以顯微鏡將內部的晶片放大，可以看到晶片以多條銲線連接四周的接腳，這些接腳向外延伸並穿出膠體，成為晶片與外界通訊的道路。請注意圖三中有一條銲線從中斷裂，那是使用不當引發過電流而燒毀，致使晶片失去功能，這也是一般晶片遭到損毀而失效的原因之一。圖四是常見的LED，也就是發光二極體，其內部也是一顆晶片，圖五是以顯微鏡正視LED的頂端，可從透明的膠體中隱約的看到一片方型的晶片及一條金色的銲線，若以LED二支接腳的極性來做分別，晶片是貼附在負極的腳上，經由銲線連接正極的腳。當LED通過正向電流時，晶片會發光而使LED發亮，如圖六所示。半導體元件的製作分成兩段的製造程序，前一段是先製造元件的核心─晶片，稱為晶圓製造；後一段是將晶中片加以封裝成最後產品，稱為IC封裝製程，又可細分成晶圓切割、黏晶、銲線、封膠、印字、剪切成型等加工步驟，在本章節中將簡介這兩段的製造程序。

標簽： 封裝 IC封裝制程

上傳時間： 2014-01-20

上傳用戶：蒼山觀海
為您的FPGA選擇合適的電源

Abstract: There are many things to consider when designing a power supply for a field-programmablegate array (FPGA). These include (but are not limited to) the high number of voltage rails, and thediffering requirements for both sequencing/tracking and the voltage ripple limits. This application noteexplains these and other power-supply considerations that an engineer must think through whendesigning a power supply for an FPGA.

標簽： FPGA 電源

上傳時間： 2013-11-12

上傳用戶：金苑科技
NAND_Flash的壞塊處理

產生壞塊的原因是因為NAND Flash的工藝不能保證NAND的Memory array在其生命周期中保持性能的可靠，所以，在NAND的生產中及使用過程中會產生壞塊。

標簽： NAND_Flash

上傳時間： 2013-10-24

上傳用戶：wojiaohs
VGA驅動實現方法

顯卡所處理的信息最終都要輸出到顯示器上，顯卡的輸出接口就是電腦不顯示器之間的橋梁，它負責向顯示器輸出相應的圖像信號。CRT顯示器因為設計制造上的原因，只能接受模擬信號輸入，這就需要顯卡能輸入模擬信號。VGA接口就是顯卡上輸出模擬信號的接口，VGA（Video Graphics array）接口，也叫D-Sub接口。雖然液晶顯示器可以直接接收數字信號，但為了兼容性，大多數液晶顯示器也配備了VGA接口。 VGA是IBM在1987年隨PS／2機一起推出的一種視頻傳輸標準，具有分辨率高、顯示速率快、顏色豐富等優點，在彩色顯示器領域得到了廣泛的應用。目前VGA技術的應用還主要基亍VGA顯示卡的計算機、筆記本等設備。根據分辨率丌同，VGA分為VGA（640x480）、SVGA（800x600）、XGA（1024x768）、SXGA（1280x1024）等。

標簽： VGA 驅動實現方法

上傳時間： 2013-10-22

上傳用戶：macarco