隨著海洋勘測技術(shù)的發(fā)展，研制高性能的海洋測流儀器越來越重要。多普勒聲學海流剖面儀就是一種非常重要的用來測量海流速度的儀器。在調(diào)試多普勒聲學海流剖面儀的過程中，多普勒聲學海流剖面儀信號模擬器是很重要的設備，它是數(shù)字模擬技術(shù)與多普勒聲學技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它通過模擬的方法產(chǎn)生聲學海流剖面儀回波信號，以便在不具備實際海洋情況的條件下，可以在實驗室環(huán)境中對聲學海流剖面儀的樣機進行系統(tǒng)調(diào)試。在此情況下，本文研制了一種聲學海流剖面儀信號模擬器，并對聲學海流剖面儀回波信號接收過程中使用的算法進行了研究。 本文首先比較了多普勒聲學海流剖面儀的發(fā)射信號與接收信號之間的關系，分析了產(chǎn)生多普勒頻移的原因。選用直接數(shù)字頻率合成技術(shù)(dDS)生成多普勒聲學海流剖面儀調(diào)試所需要的回波信號o dDS技術(shù)克服了傳統(tǒng)信號源的頻率精度不高和頻率不穩(wěn)等問題。本文選用專用dDS芯片AD9833來實現(xiàn)回波信號的產(chǎn)生，利用ARM嵌入式技術(shù)對輸出信號進行控制。 信號模擬器以S3C2410處理器為核心構(gòu)建了硬件平臺，采用核心板與擴展板相結(jié)合的硬件結(jié)構(gòu)。核心板主要包括了存儲系統(tǒng)、網(wǎng)絡接口和各種通訊接口。其主要功能是存儲大量數(shù)據(jù)信號和通訊功能；擴展電路包括了16路dDS信號輸出及信號調(diào)理電路，可以通過軟件來配置16路信號相應的工作狀態(tài)及選擇信號輸出形式。硬件設計預留了一定數(shù)量的I/O接口以備將來擴展之用。 建立嵌入式Linux開發(fā)環(huán)境；并分析BootLoader啟動機制，移植VIVI；通過配置內(nèi)核相關文件，移植Linux2.4.18內(nèi)核到模擬器系統(tǒng)；編寫16路dDS的驅(qū)動程序；設計了模擬器的上位機通訊程序及用應程序；對系統(tǒng)進行了軟硬件調(diào)試，調(diào)試結(jié)果表明模擬器完全能夠模擬聲學海流剖面儀的回波信號。 最后，結(jié)合回波信號形式，采用基帶解調(diào)、復相關等技術(shù)對接收回波信號所使用的算法進行了研究，估算出多普勒頻移，配合了調(diào)試海流剖面儀樣機工作的進行。該模擬器不但可以模擬回波信號，還可以作為發(fā)射信號來用，大大提高了模擬器的實用性。關鍵詞：聲學海流剖面儀；S3C2410； AD9833；嵌入式Linux；回波信號
上傳時間： 2013-04-24
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音頻管理組件(Audio Management Unit，AMU)是先進客艙娛樂與服務系統(tǒng)(Advanced Cabin Entertainment Service System，ACESS)的組成部分，應用于飛機上音頻資源的管理與控制。飛機運營對航空機載電子系統(tǒng)準確性、復雜性和安全性的高要求，使得其維修維護工作極大地依賴于自動測試設備(Automatic Testing Equipment，ATE)。本課題來源于實際工程項目， FPGA技術(shù)具備多種優(yōu)點，將其與民航測試設備結(jié)合研制一個用于檢測AMU故障的自動測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)將對AMU自動完成部件維修手冊(Comvonent Maintenance Manual，CMM)所規(guī)定的全部功能、性能方面的綜合測試。 本文首先概述音頻管理組件、自動測試系統(tǒng)及其在民航領域的應用，并闡述了課題的背景、研究目標和相關技術(shù)要求；文章對可編程邏輯器件CPLD/FPGA的結(jié)構(gòu)原理、硬件描述語言VHDL的特點以及MAXL+plusⅡ軟件的設計流程進行了說明，重點闡述了基于FPGA的dDS信號發(fā)生器以及數(shù)據(jù)采集卡的設計實現(xiàn)、并著重闡述了ARINC429總線的傳輸規(guī)范，和基于FPGA的ARINC429總線接口的設計與實現(xiàn)。在ARINC429接口設計中采用自頂向下，多層次系統(tǒng)設計的方法，用VHDL語言進行描述。在發(fā)送器中利用了FPGA內(nèi)部的分布式RAM創(chuàng)建異步FIFO，節(jié)約了FPGA的內(nèi)部資源和提高了數(shù)據(jù)傳輸速度；在接收器中采用了提高抗干擾性的優(yōu)化設計。測試結(jié)果表明基于FPGA的設計實現(xiàn)ARINC429總線數(shù)據(jù)通信的要求，使用方便，可靠性好，能夠克服HS-3282芯片中的數(shù)據(jù)格式固定，使用不夠靈活方便，價格昂貴的缺點。
標簽： FPGA 飛機 音頻 測試系統(tǒng)
上傳時間： 2013-08-06
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遙測系統(tǒng)由發(fā)射機、發(fā)射天線、接收天線、接收機組成.就遙測發(fā)射系統(tǒng)而言,傳統(tǒng)的模擬調(diào)制已經(jīng)很成熟,模擬發(fā)射機是利用調(diào)制信號的變化來控制變?nèi)荻O管的結(jié)電容容值的變化,從而改變壓控振蕩器的震蕩頻率來實現(xiàn)調(diào)頻;模擬調(diào)制碼速率、調(diào)制頻偏都受變?nèi)荻O管特性的限制,模擬調(diào)制功能單一、調(diào)制方式不可重組、單個系統(tǒng)調(diào)制頻率不可改變,無法滿足頻率多變的需求;隨著高速器件和軟件無線電技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字調(diào)制發(fā)射機具有調(diào)制中心頻率可調(diào)、頻偏可編程、調(diào)制方式可重組、調(diào)制碼速率高、可實現(xiàn)較高的頻響、可以與編碼器合并擴展功能很強等優(yōu)點,成為今后發(fā)射機的發(fā)展主流.本論文討論了如何利用現(xiàn)場可編程器件FPGA結(jié)合Max+plusⅡ及VHDL語言,在遙測系統(tǒng)中實現(xiàn)了dDS+PLL+SSB模式的數(shù)字調(diào)制發(fā)射機.數(shù)字發(fā)射機設計主要包括方案選擇、系統(tǒng)設計、硬件電路實現(xiàn)及VHDL設計四個部分.論文中首先分析了目前遙測系統(tǒng)中使用的模擬調(diào)制發(fā)射機的不足及數(shù)字調(diào)制發(fā)射機的優(yōu)點,確定了發(fā)射機的設計方案;第二章介紹了電子設計自動化工具及數(shù)字電路設計方法;第三章詳細討論了組成發(fā)射機的各個部分的原理設計;第四章著重討論了各個部分的硬件電路實現(xiàn)、VHDL實現(xiàn)部分及設計的測試結(jié)果;最后總結(jié)了設計中需要進一步研究的問題.
標簽： FPGA 數(shù)字調(diào)頻 發(fā)射機 技術(shù)研究
上傳時間： 2013-04-24
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本文首先介紹了直接數(shù)字頻率合成技術(shù)(dDS)的基本原理、體系結(jié)構(gòu)及工作過程，然后針對其關鍵部分進行了優(yōu)化，即采用函數(shù)近似法對存儲表結(jié)構(gòu)（LUT）進行了優(yōu)化，使存貯位數(shù)大大縮小，并提出了一種雜散抑制技術(shù)的運用，即相位抖動技術(shù)。在對直接數(shù)字頻率合成（dDS）方法產(chǎn)生的信號進行理論分析的過程中，用matlab進行編程仿真作出了詳細的頻譜分析驗證。本文詳細的介紹了本次設計的具體實現(xiàn)過程和方法，將現(xiàn)場可編程邏輯器件（FPGA）和 dDS技術(shù)相結(jié)合，具體的體現(xiàn)了基于VHDL語言的靈活設計和修改方式是對傳統(tǒng)頻率合成實現(xiàn)方法的一次重要改進。文章最后給出了實現(xiàn)代碼、仿真結(jié)果，經(jīng)過驗證，本設計能夠達到其預期性能指標。
標簽： FPGA 數(shù)字頻率合成
上傳時間： 2013-04-24
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航天測控通信網(wǎng)是航天工程的重要組成部分。迄今為止，我國已建成“C頻段測控網(wǎng)”，及正在建設的“S頻段測控網(wǎng)”和“TDRSS測控網(wǎng)”。測距單元是測控系統(tǒng)基帶設備中的重要功能單元，為航天飛行器提供定位元素。目前，在航天測距系統(tǒng)中側(cè)音測距技術(shù)具有最高的測距精度。本文以中國電子科技集團第十研究所某項目為背景，對側(cè)音測距系統(tǒng)中的關鍵技術(shù)進行了詳細的研究，提出了一些改進測距精度的方法，最后用FPGA實現(xiàn)了側(cè)音測距功能單元。 本論文主要完成以下工作： 1)完成了直接數(shù)字頻率合成的雜散分析。采用嚴格的信號分析方法，運用離散傅立葉變換(DFT)和傅立葉變換(FT)，推導了理想狀態(tài)和相位截短條件下的dDS輸出頻譜的數(shù)學表達式，并利用systemview仿真軟件建立了dDS相位截短模型，通過仿真驗證了分析結(jié)論的正確性。 2)改進了TT&C系統(tǒng)中經(jīng)典的FFT頻率引導算法，增加了頻譜對稱性分析，在實現(xiàn)頻率引導的同時完成了防載波頻率錯鎖的功能。 3)首次采用基于正交雙通道相關原理的數(shù)字相關相位估計法來實現(xiàn)次側(cè)音匹配和解模糊，降低了設備復雜度，提高了測距精度。針對低信噪比的情況，提出了基于平滑濾波的數(shù)據(jù)處理方法，提高了相位測量精度。對測距信道中加限幅器導致的測距信號信噪比惡化程度做了深入的理論分析。最后，分析了測距誤差，并對其中一些引起測距誤差的因素提出了改善方法。 通過本論文的工作，成功的完成了TT&C側(cè)音測距終端的研制，系統(tǒng)現(xiàn)已通過測試，達到系統(tǒng)任務書的各項指標要求。
上傳時間： 2013-04-24
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直接數(shù)字合成(dDS)技術(shù)采用全數(shù)字的合成方法，所產(chǎn)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(chǎn)生任意波形等諸多優(yōu)點。本文研究的是一種基于dDS/FPGA的多波形信號源系統(tǒng)，其中，dDS技術(shù)是其核心技術(shù)。dDS可以精確地控制合成信號的三個參量：幅度、相位以及頻率，因此利用dDS技術(shù)可以合成任意波形。但因其數(shù)字化合成的固有特點，使其輸出信號中存在大量雜散信號。雜散信號的主要來源是：相位截斷帶來的雜散信號；幅度量化帶來的雜散信號；DAC的非線性特性帶來的雜散信號。這些雜散信號嚴重影響了合成信號的頻譜純度。因此抑制這些雜散信號是提高合成信號譜質(zhì)的關鍵。 本文在研究各種抑制dDS雜散技術(shù)的基礎上，提出了中和加擾技術(shù)，這可以在很大程度上減小雜散對dDS輸出信號譜質(zhì)的影響。 EP1S808956C6是一款高性能的FPGA芯片，其超強的數(shù)據(jù)處理能力十分適合應用于dDS多波形信號源的開發(fā)。在QuartusⅡ平臺下運用Verilog HDL語言和原理圖設計可以很方便地應用各種抑制雜散信號的方法來提高輸出信號的譜質(zhì)。 結(jié)合高速dDS技術(shù)和FPGA兩者的優(yōu)點，本文設計了一種基于dDS/FPGA的多波形信號源，它能完成正弦波、余弦波、三角波、鋸齒波、方波、AM、SSB、FM、2ASK、2FSK、π/4-QDPSK等多種信號。使得所設計的信號源可以適應多種不同的工作環(huán)境，給工作帶了方便。
上傳時間： 2013-07-27
上傳用戶：sc965382896
隨著頻率合成理論和高速大規(guī)模集成電路的發(fā)展，信號發(fā)生器作為一類重要的儀器，在通信、檢測、導航等領域有著廣泛的應用。特別是在高壓電力系統(tǒng)的檢測領域，常常需要模擬電網(wǎng)諧波的標準信號源對檢測設備的性能進行校驗，例如高壓電力線路的相位檢測，避雷器的性能檢測，用戶電能表的性能校驗等。為此，本文圍繞一種新型的參數(shù)可調(diào)諧波信號發(fā)生器進行了研究和設計，課題得到了常州市科技攻關項目的資助。 本文首先論述了頻率合成技術(shù)的發(fā)展，并將直接數(shù)字頻率合成技術(shù)與傳統(tǒng)的頻率合成技術(shù)進行了比較。然后深入研究了dDS的工作原理和基本結(jié)構(gòu)，從頻域角度分析了理想?yún)?shù)和實際參數(shù)兩種情況下dDS的輸出頻譜。在此基礎上，詳細分析了引起輸出雜散的三個主要因素，并對dDS的雜散抑制方法進行了仿真研究。最后對參數(shù)可調(diào)諧波信號發(fā)生器進行了軟硬件設計。 在系統(tǒng)設計的過程中，本文以Altera公司的FPGA芯片EPF10K70RC240-2為核心，利用開發(fā)工具MAX+PLUSⅡ并結(jié)合硬件描述語言VHDL設計了一種頻率、相位、幅度、諧波比例可調(diào)的諧波信號發(fā)生器。詳細闡述了該信號發(fā)生器的體系結(jié)構(gòu)，并進行了軟硬件的設計和具體電路的實現(xiàn)。實驗結(jié)果表明，系統(tǒng)的性能指標均達到了設計要求，且具有使用簡單、集成度高等特點。
上傳時間： 2013-05-20
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從制成世界上第一臺激光器開始，激光優(yōu)異的單色性、方向性和高亮度特點引起了各界的關注。激光測距技術(shù)是目前應用較為廣泛的一種激光技術(shù)，它與一般測距方法相比，具有操作方便，精度高和晝夜可用的優(yōu)點。目前激光測距技術(shù)分成脈沖式和連續(xù)式兩種類型，連續(xù)式測距系統(tǒng)隨著近年來激光技術(shù)的發(fā)展逐漸引起人們的關注，在民用領域，尤其是在一些對數(shù)據(jù)的實時性要求不很高的系統(tǒng)中得到普遍應用。 小型化、智能化、高精度、對人眼安全是激光測距的發(fā)展方向，但是目前的測距儀普遍存在元器件較多、功耗相對較高、靈活性不夠、適應能力不強、抗干擾能力不強等缺點，不利于整機的一體化和小型化設計。 基于上述局限性，本文提出一種新的思想，將數(shù)字信號處理技術(shù)應用到連續(xù)式相位激光測距技術(shù)中，具體是利用dDS(直接數(shù)字頻率合成)技術(shù)產(chǎn)生用于調(diào)制激光器的正弦信號，利用FPGA與DSP技術(shù)實現(xiàn)高速數(shù)字化處理。該方法不僅克服了上面所述的缺點，而且還具有以下的優(yōu)點：可以通過軟件的方法改變調(diào)制頻率，大大簡化了測相電路，提高了使用的方便性：解決了激光連續(xù)測距中頻率輸出不穩(wěn)定和相位抖動的問題，使測距儀的穩(wěn)定性更高；采用DSP處理芯片對信號進行處理，處理速度更快，提高了實時性；采用FFT技術(shù)測相，不僅精度高，而且隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，精度還有上升的空間。 本文從理論和實驗上驗證了該測距方案的可行性。在采用實時取樣補償技術(shù)的情況下，該測距方案的測距精度可達到毫米量級，該測距方案設計新穎，系統(tǒng)受環(huán)境因素影響較小，可在惡劣環(huán)境下進行短距離(一般小于15米)的測量。實驗結(jié)果表明，該設計方案基本上達到預期的指標要求。
標簽： FPGADSP 激光測距系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-08
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PWM(脈沖寬度調(diào)制)是一種利用數(shù)字信號來控制模擬電路的控制技術(shù)，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(shù)在逆變電路中的應用最為廣泛，也是變頻技術(shù)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(shù)已經(jīng)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(shù)的改進都有十分重要的意義。 論文研究的主要內(nèi)容是用任意波形作為調(diào)制信號通過特定的方法來產(chǎn)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(shù)來實現(xiàn)。dDS技術(shù)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(zhuǎn)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(shù)和微電了技術(shù)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(chǎn)生、單片機控制電路、FPGA內(nèi)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(nèi)部各功能模塊的設計輸入、編譯、仿真等調(diào)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(nèi)部功能模塊的設計方法進行了具體說明，并對仿真結(jié)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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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的理論上進行設計。最后根據(jù)設計方案制作基于FPGA的電路板。 設計中跳頻圖案、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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