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gate

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
Verilog Coding Style for Efficient Digital Design

In this paper, we discuss efficient coding and design styles using verilog. This can beimmensely helpful for any digital designer initiating designs. Here, we address different problems rangingfrom RTL-gate Level simulation mismatch to race conditions in writing behavioral models. All theseproblems are accompanied by an example to have a better idea, and these can be taken care off if thesecoding guidelines are followed. Discussion of all the techniques is beyond the scope of this paper, however,here we try to cover a few of them.

標簽： Efficient Verilog Digital Coding

上傳時間： 2013-11-22

上傳用戶：han_zh
IGBT模塊系列

　IGBT(Insulated gate Bipolar Transistor)，絕緣柵雙極型晶體管，是由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場效應管)組成的復合全控型電壓驅動式功率半導體器件, 兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導通壓降兩方面的優點。GTR飽和壓降低，載流密度大，但驅動電流較大;MOSFET驅動功率很小，開關速度快，但導通壓降大，載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優點，驅動功率小而飽和壓降低。

標簽： IGBT 模塊

上傳時間： 2013-11-03

上傳用戶：panpanpan
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
模擬IC性能的權衡模擬到數字化設計的挑戰

Abstract: Many digital devices incorporate analog circuits. For instance, microprocessors, applicationspecificintegrated circuits (ASICs), and field-programmable gate arrays (FPGAs) may have internalvoltage references, analog-to-digital converters (ADCs) or digital-to-analog converters (DACs). However,there are challenges when you integrate more analog onto a digital design. As with all things in life, inelectronics we must always trade one parameter for another, with the application dictating the propertrade-off of analog function. In this application note, we examine how the demand for economy of spaceand cost pushes analog circuits onto digital substrates, and what design challenges emerge.

標簽： 模擬IC 性能模擬數字化設計

上傳時間： 2013-11-17

上傳用戶：菁菁聆聽
透過MOSFET電壓電流最佳化控制傳導性及輻射性EMI

經由改變外部閘極電阻(gate resistors)或增加一個跨在汲極(drain)和源極(source)的小電容來調整MOSFET的di/dt和dv/dt，去觀察它們如何對EMI產生影響。然後我們可了解到如何在效率和EMI之間取得平衡。我們拿一個有著單組輸出+12V/4.1A及初級側MOSFET AOTF11C60 (αMOSII/11A/600V/TO220F) 的50W電源轉接器(adapter)來做傳導性及輻射性EMI測試。

標簽： MOSFET EMI 電壓電流控制

上傳時間： 2014-09-08

上傳用戶：swing
用于大功率IGBT的驅動電路

對大功率IGBT（Insulated gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管）的開關特性、驅動波形、驅動功率、布線等方面進行了分析和討論，介紹了一種用于大功率IGBT 的驅動電路。

標簽： IGBT 大功率驅動電路

上傳時間： 2013-12-12

上傳用戶：ljt101007
Altera FPGA的電源解決方案

Abstract: Field-programmable gate arrays (FPGAs) are used in a wide variety of applications and end markets, including digital signalprocessing, medical imaging, and high-performance computing. This application note outlines the issues related to powering FPGAs.It also discusses Maxim's solutions for powering Altera® FPGAs.

標簽： Altera FPGA 電源解決方案

上傳時間： 2013-11-02

上傳用戶：zhaoman32