隨著國民經濟的發展和社會的進步,人們越來越需要便捷的交通工具,從而促進了汽車工業的發展,同時汽車發動機檢測維修等相關行業也發展起來。在汽車發動機檢測維修中,發動機電腦(Electronic Control.Unit-ECU)檢測維修是其中最關鍵的部分。發動機電腦根據發動機的曲軸或凸輪軸傳感器信號控制發動機的噴油、點火和排氣。所以,維修發動機電腦時,必須對其施加正確的信號。目前,許多發動機的曲軸和凸輪軸傳感器信號已不再是正弦波和方波等傳統信號,而是多種復雜波形信號。為了能夠提供這種信號,本文研究并設計了一種能夠產生復雜波形的低成本任意波形發生器(Arbitrary Waveform Generator-AWG)。 本文提出的任意波形發生器依據直接數字頻率合成(Direct Digial FrequencySynthesis-DDFS)原理,采用自行設計現場可編程門陣列(FPGA)的方案實現頻率合成,擴展數據存儲器存儲波形的量化幅值(波形數據),在微控制單元(MCU)的控制與協調下輸出頻率和相位均可調的信號。 任意波形發生器主要由用戶控制界面、DDFS模塊、放大及濾波、微控制器系統和電源模塊五部分組成。在設計中采用FPGA芯片EPF10K10QC208-4實現DDFS的硬件算法。波形調整及濾波由兩級放大電路來完成:第一級對D/A輸出信號進行調整;第二級完成信號濾波及信號幅值和偏移量的調節。電源模塊利用三端集成穩壓器進行電壓值變換,利用極性轉換芯片ICL7660實現正負極性轉換。 該任意波形發生器與通用模擬信號源相比具有:輸出頻率誤差小,分辨率高,可產生任意波形,成本低,體積小,使用方便,工作穩定等優點,十分適合汽車維修行業使用,具有較好的市場前景。
上傳時間: 2013-04-24
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數字信號處理與噪音抑制Advanced Digital Signal Processing and Noise Reduction,這個是第二版。
標簽: 數字信號處理
上傳時間: 2013-04-24
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隨著計算機技術和通信技術的迅速發展,數字視頻在信息社會中發揮著越來越重要的作用,視頻傳輸系統已經被廣泛應用于交通管理、工業監控、廣播電視、銀行、商場等多個領域。同時,FPGA單片規模的不斷擴大,在FPGA芯片內部實現復雜的數字信號處理系統也成為現實,因此采用FPGA實現視頻壓縮和傳輸已成為一種最佳選擇。 本文將視頻壓縮技術和光纖傳輸技術相結合,設計了一種基于無損壓縮算法的多路數字視頻光纖傳輸系統,系統利用時分復用和無損壓縮技術,采用串行數字視頻傳輸的方式,可在一根光纖中同時傳輸8路以上視頻信號。系統在總體設計時,確定了基于FPGA的設計方案,采用ADI公司的AD9280和AD9708芯片實現A/D轉換和D/A轉換,在FPGA里實現系統的時分復用/解復用、視頻數據壓縮/解壓縮和線路碼編解碼,利用光收發一體模塊實現電光轉換和光電轉換。視頻壓縮采用LZW無損壓縮算法,用Verilog語言設計了壓縮模塊和解壓縮模塊,利用Xilinx公司的IP核生成工具Core Generator生成FIFO來緩存壓縮/解壓縮單元的輸入輸出數據,光纖線路碼采用CIMT碼,設計了編解碼模塊,解碼過程中,利用數字鎖相環來實現發射與接收的幀同步,在ISE8.2和Modelsim仿真環境下對FPGA模塊進行了功能仿真和時序仿真,并在Spartan-3E開發板和視頻擴展板上完成了系統的硬件調試與驗證工作,實驗證明,系統工作穩定,圖像清晰,實時傳輸效果好,可用于交通、安防、工業監控等多個領域。 本文將視頻壓縮和線路碼編解碼在FPGA里實現,利用FPGA的并行處理優勢,大大提高了系統的處理速度,使系統具有集成度高、靈活性強、調試方便、抗干擾能力強、易于升級等特點。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著電子技術和計算機技術的飛速發展,視頻圖像處理技術近年來得到極大的重視和長足的發展,其應用范圍主要包括數字廣播、消費類電子、視頻監控、醫學成像及文檔影像處理等領域。當前視頻圖像處理主要問題是當處理的數據量很大時,處理速度慢,執行效率低。而且視頻算法的軟件和硬件仿真和驗證的靈活性低。 本論文首先根據視頻信號的處理過程和典型視頻圖像處理系統的構成提出了基于FPGA的視頻圖像處理系統總體框圖;其次選擇視頻轉換芯片SAA7113,完成視頻圖像采集模塊的設計,主要分三步完成:1)配置視頻轉換芯片的工作模式,完成視頻轉化芯片SAA7113的初始化:2)通過分析輸出數據流的格式標準,來識別奇偶場信號、場消隱信號和有效行數據的開始和結束信號三種控制信號,并根據控制信號,用Verilog硬件描述語言編程實現圖像數據的采集;3)分析SRAM的讀寫控制時序,采用兩塊SRAM完成圖像數據的存儲。然后編寫軟件測試文件,在ISE Simulator仿真環境進行程序測試與運行,并分析仿真結果,驗證了數據采集和存儲的正確性;最后,對常用視頻圖像算法的MATLAB仿真,選擇適當的算子,采用工具MATLAB、System Generator for DSP和ISE,利用模塊構建方式,搭建視頻算法平臺,實現圖像平滑濾波、銳化濾波算法,在Simulink中仿真并自動生成硬件描述語言和網表,對資源的消耗做簡要分析。 本論文的創新點是采用新的開發環境System Generator for DSP實現視頻圖像算法。這種開發視頻圖像算法的方式靈活性強、設計周期短、驗證方便、是視頻圖像處理發展的必然趨勢。
上傳時間: 2013-07-28
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普通GPS接收機在特殊環境下,如在高樓林立的城市中心,林木遮擋的森林公路,特別是在隧道和室內環境的情況下,由于衛星信號非常微弱,載噪比(Carrier Noise Ratio,C/No)通常都在34dB-Hz以下,很難有效捕獲到衛星信號,導致無法正常定位。惡劣條件下的定位有廣闊的發展和應用前景,特別是在交通事故、火災和地震等極端環境下,快速準確定位當事者所處位置對于降低事態損失和營救受傷者是極為重要的。歐美和日本等發達國家也都制定了相應的提高惡劣條件下高靈敏度定位能力的發展政策。而高靈敏度GPS接收機定位的關鍵在于GPS微弱信號的處理。 本課題的主要研究內容是針對GPS微弱信號改進處理方法。針對傳統GPS接收機信號捕獲中的串行搜索方法提出了基于批處理的微弱信號捕獲方法,來提高低信噪比情況下微弱信號的捕獲能力,實現快速高靈敏度的準確捕獲;針對捕獲微弱信號處理大量數據導致的運算量激增,運用雙塊零拓展(Double Block Zero Padding,DBZP)處理方法減少運算量同時縮短捕獲時間。針對傳統GPS接收機延遲鎖相環跟蹤算法提出了基于卡爾曼濾波的新型捕獲算法,減小延遲鎖相環失鎖造成的信號跟蹤丟失概率,來提高惡劣環境下低信噪比信號的跟蹤能力,實現微弱信號的連續可靠跟蹤。通過提高GPS微弱信號的捕獲與跟蹤能力,進而使GPS接收機在惡劣環境下衛星信號微弱時能夠實現較好的定位與導航。 通過擬合GPS接收機實際接收到的原始數據,構造出不同載噪比的數字信號,分別對提出的針對微弱信號的捕獲與跟蹤算法進行仿真比較驗證,結果表明,對接收機后端信號處理部分作出的算法改進使得GPS接收機可以更好的處理微弱信號,并且具有較高的靈敏度和精度。文章同時針對提出的數據處理特征使用FPGA技術對算法主要的數據處理部分進行了初步的構架實現并進行了板級驗證,結果表明,利用FPGA技術可以較好的實現算法的數據處理功能。文章最后給出了結論,通過提出的基于批處理和基于DBZP方法的捕獲算法以及基于卡爾曼濾波的信號跟蹤算法,可以有效地解決微弱GPS信號處理的難題,進而實現微弱信號環境下的定位與導航。
上傳時間: 2013-04-24
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·關鍵詞:關鍵字: 超聲波發生器,超聲波換能器,測距 英文關鍵詞:Key words: Ultrasonic generator ; Ultrasonic wave transducer ;Range finder 簡 介: 摘要: 由于超聲波指向性強,能量消耗緩慢,在介質中傳播的距離較遠,因而超聲波經常用于距離的測量,如測距儀和物位測量儀
上傳時間: 2013-06-14
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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?;旌峡刂破?、全數字控制器?;诂F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。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著現場可編程門陣列(FPGA)在工業中的廣泛應用,使得基于FPGA數字信號處理的實現在雷達信號處理中有著重要地位。模型化設計是一種自頂向下的面向FPGA的快速原型驗證法,它不僅降低了FPGA設計門檻,而且縮短了開發周期,提高了設計效率。這使得FPGA模型化設計成為了FPGA系統設計的發展趨勢。本文針對常見雷達信號處理模塊的FPGA模型化實現,在以下幾個方面展開研究:首先對基于FPGA的模型化設計方法進行了研究,給出了模型化設計方法的發展現狀和趨勢,并對本文中使用的模型化設計方法的軟件工具System Generator和AccelDSP進行了介紹。其次使用這兩種軟件工具對FIR濾波器進行了模型化設計并同RTL(寄存器傳輸級)設計方法進行對比,全面分析了模型化設計方法和RTL設計方法的優缺點。然后在簡明闡述雷達信號處理原理的基礎上,使用System Generator對數字下變頻(DDC)、脈沖壓縮、動目標顯示(MTI)及恒虛警(CFAR)處理等雷達信號處理模塊進行了自頂向下的模型化設計。在Simulink中進行了功能仿真驗證,生成了HDL代碼,并在Xilinx FPGA中進行了RTL的時序仿真分析。關鍵詞:雷達信號處理 FPGA 模型化設計 System Generator AccelDSP
上傳時間: 2013-07-25
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FPGA設計全流程:Modelsim>>Synplify.Pro>>ISE\\r\\n第一章 Modelsim編譯Xilinx庫\\r\\n第二章 調用Xilinx CORE-Generator\\r\\n第三章 使用Synplify.Pro綜合HDL和內核\\r\\n第四章 綜合后的項目執行\\r\\n第五章 不同類型結構的仿真
上傳時間: 2013-08-20
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The DSP Design Flow workshop provides an introduction to the advanced tools you need to design and implement DSP algorithms targeting FPGAs. This intermediate workshop in implementing DSP functions focuses on learning how to use System Generator for DSP,
標簽: workshop provides Design Flow
上傳時間: 2013-09-02
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