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基于FPGA的超聲波測距系統

  • 基于FPGA的B型超聲成像系統的設計與實現.rar

    便攜式B型超聲診斷儀具有無創傷、簡便易行、相對價廉等優勢,在臨床中越來越得到廣泛的應用。它將超聲波技術、微電子技術、計算機技術、機械設計與制造及生物醫學工程等技術融合在一起。開展該課題的研究對提高臨床診斷能力和促進我國醫療事業的發展具有重要的意義。 便攜式B型超聲診斷儀由人機交互系統、探頭、成像系統、顯示系統構成。其基本工作過程是:首先人機交互系統接收到用戶通過鍵盤或鼠標發出的命令,然后成像系統根據命令控制探頭發射超聲波,并對回波信號處理、合成圖像,最后通過顯示系統完成圖像的顯示。 成像系統作為便攜式B型超聲診斷儀的核心對圖像質量有決定性影響,但以前研制的便攜式B型超聲診斷儀的成像系統在三個方面存在不足:第一、采用的是單片機控制步進電機,控制精度不高,導致成像系統采樣不精確;第二、采用的數字掃描變換算法太粗糙,影響超聲圖像的分辨率;第三、它的CPU多采用的是51系列單片機,測量速度太慢,同時也不便于系統升級和擴展。 針對以上不足,提出了基于FPGA的B型超聲成像系統解決方案,采用Altera公司的EP2C5Q208C8芯片實現了步進電機步距角的細分,使電機旋轉更勻速,提高了采樣精度;提出并采用DSTI-ULA算法(Uniform Ladder Algorithm based on Double Sample and Trilinear Interotation)在FPGA內實現數字掃描變換,提高了圖像分辨率;人機交互系統采用S3C2410-AL作為CPU,改善了測量速度和系統的擴展性。 通過對系統硬件電路的設計、制作,軟件的編寫、調試,結果表明,本文所設計的便攜式B型超聲成像系統圖像分辨率高、測量速度快、體積小、操作方便。本文所設計的便攜式B型超聲診斷儀可在野外作業和搶險(諸如地震、抗洪)中發揮作用,同時也可在鄉村診所中完成對相關疾病的診斷工作。

    標簽: FPGA 超聲成像

    上傳時間: 2013-05-18

    上傳用戶:helmos

  • 基于FPGA的回波抵消器設計與實現

    回波抵消器在免提電話、無線產品、IP電話、ATM語音服務和電話會議等系統中,都有著重要的應用。在不同應用場合對回波抵消器的要求并不完全相同,本文主要研究應用于電話系統中的電回波抵消器。電回波是由于語音信號在電話網中傳輸時由于阻抗不匹配而產生的。 傳統回波抵消器主要是基于通用DSP處理器實現的,這種回波抵消器在系統實時性要求不高的場合能很好的滿足回波抵消的性能要求,但是在實時性要求較高的場合,其處理速度等性能方面已經不能滿足系統高速、實時的需要。現代大容量、高速度的FPGA的出現,克服了上訴方案的諸多不足。用FPGA來實現數字信號處理可以很好地解決并行性和速度問題,且其靈活的可配置特性使得FPGA構成的DSP系統非常易于修改、測試和硬件升級。 本文研究目標是如何在FPGA芯片上實現回波抵消器,完成的主要工作有: (1)深入研究了回波抵消器各模塊算法,包括自適應濾波算法、遠端檢測算法、雙講檢測算法、NLP算法、舒適噪聲產生算法,并實現了這些算法的C程序。 (2)深入研究了回波抵消器基于FPGA的設計流程與實現方法,并利用硬件描述語言Verilog HDL實現了各部分算法。 (3)在OuartusⅡ和ModelSim仿真環境下對該系統進行模塊級和系統級的功能仿真、時序仿真和驗證。并在FPGA硬件平臺上實現了該系統。 (4)根據ITU-T G.168的標準和建議,對設計進行了大量的主、客測試,各項測試結果均達到或優于G.168的要求。

    標簽: FPGA 回波抵消器

    上傳時間: 2013-06-23

    上傳用戶:123啊

  • 基于FPGA的八通道超聲探傷系統設計

    文中提出了一種基于FPGA的八通道超聲探傷系統設計方案。該系統利用低功耗可變增益運放和八通道ADC構成高集成度的前端放大和數據采集模塊;采用FPGA和ARM作為數字信號處理的核心和人機交互的通道。為了滿足探傷系統實時、高速的要求,我們采用了硬件報警,缺陷回波峰值包絡存儲等關鍵技術。此外,該系統在小型化和數字化方面有顯著提高,為便攜式多通道超聲檢測系統設計奠定基礎

    標簽: FPGA 八通道 超聲探傷 系統設計

    上傳時間: 2013-11-07

    上傳用戶:xaijhqx

  • 基于fpga的正弦波發生器設計

    基于fpga的正弦波發生器設計,有一定的參考價值,寫的比較詳細

    標簽: fpga 正弦波發生器

    上傳時間: 2016-09-19

    上傳用戶:lunshaomo

  • 基于FPGA的B超數據采集功能

    基于FPGA的B超數據采集功能,根據輸入圖像的束同步與幀同步信號,采用中斷控制進入FIFO的圖像數據的讀寫操作!

    標簽: FPGA B超 數據采集

    上傳時間: 2013-12-19

    上傳用戶:waitingfy

  • 基于FPGA的一個超混沌系統設計與電路實現

    該文檔為基于FPGA的一個超混沌系統設計與電路實現概述文檔,是一份很不錯的參考資料,具有較高參考價值,感興趣的可以下載看看………………

    標簽: fpga

    上傳時間: 2021-12-16

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  • 移動無線信道特性及基于FPGA的信道仿真器實現.rar

    移動無線信道特性對移動通信系統性能具有重要影響,移動信道建模和仿真對移動通信系統的研發具有重要意義。因此,對移動信道建模與仿真進行研究,具有重要的理論意義和實際應用價值。 本文從無線電波的傳播特點出發,分析了無線電波的傳播模型和描述信道特性的主要參數,重點分析了移動小尺度衰落模型;結合無線電波傳輸環境的特點,研究了平坦衰落信道和頻率選擇性信道的特點,設計了基于FPGA的移動無線信道仿真器,同時給予了軟硬件驗證。 本文從衰落的數學模型角度研究了信道傳輸特性,以及各項參數對信道特性的影響。主要做了以下幾個方面的工作: 1.簡要介紹了無線電通信的發展史及信道建模與仿真的意義;論述了信道對無線信號主要的三類影響:自由空間的路徑損失、陰影衰落、多徑衰落;分析了無線通信傳播環境,移動無線通信信道仿真的基本模型,同時介紹了用正弦波疊加法和成型濾波器法建立信道確定型仿真模型的具體實現方法。 2.對移動無線信道特性進行了Matlab仿真,對仿真結果進行了對比分析,對影響信道特性的主要參數設置進行了分析仿真。 3.設計了一種基于FPGA的移動無線信道仿真器,并對實現該仿真器的關鍵技術和實現方法進行了分析。該信道仿真器能夠實時模擬窄帶信號條件下無線信道的主要特點,如多徑時延、多普勒頻移、瑞利衰落等,其主要的技術指標達到了設計要求。該模擬器結構簡單,參數可調,易于擴展,通用性強,可以部分或全部集成到處于研制階段的接收機中,以便于性能測試,也可應用于教學實踐。

    標簽: FPGA 移動 無線信道

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:suxuan110425

  • 基于FPGA的高速IIR數字濾波器設計與實現.rar

    數字濾波器是現代數字信號處理系統的重要組成部分之一。ⅡR數字濾波器又是其中非常重要的一類慮波器,因其可以較低的階次獲得較高的頻率選擇特性而得到廣泛應用。 本文研究了ⅡR數字濾波器的常用設計方法,在分析各種ⅡR實現結構的基礎上,利用MATLAB針對并聯型結構的ⅡR數字濾波器做了多方面的仿真,從理論分析和仿真情況確定了所要設計的ⅡR數字濾波器的實現結構以及中間數據精度。然后基于FPGA的結構特點,研究了ⅡR數字濾波器的FPGA設計與實現,提出應用流水線技術和并行處理技術相結合的方式來提高ⅡR數字濾波器處理速度的方法,同時又從ⅡR數字濾波器的結構特性出發,提出利用ⅡR數字濾波器的分解技術來改善ⅡR濾波器的設計。在ⅡR實現方面,本文采用Verilog HDL語言編寫了相應的硬件實現程序,將內置SignalTap Ⅱ邏輯分析器的ⅡR設計下載到FPGA芯片,并利用Altera公司的SignalTap Ⅱ邏輯分析儀進行了定性測試,同時利用HP頻譜儀進行定性與定量的觀測,仿真與實驗測試結果表明設計方法正確有效。

    標簽: FPGA IIR 數字

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:rockjablew

  • 基于FPGA的直擴調制解調器的設計與實現.rar

    擴頻通信系統與常規的通信系統相比,具有很強的抗窄帶干擾,抗多徑干擾,抗人為干擾的能力,并具有信息隱蔽、多址保密通信等優點。在近年來得到了迅速的發展。本論文主要討論和實現了基于FPGA的直接序列擴頻信號的解擴解調處理。論文對該直擴通信系統和FPGA設計方法進行了相關研究,最后用Altera公司的最新的FPGA開發平臺Quarus Ⅱ5.0實現了相關設計。 整個系統分為兩個部分,發送部分和接收部分。發送部分主要有串并轉換、差分卷積編碼、PN碼擴頻、QPSK調制、成型濾波等模塊。接收部分主要有前端抗干擾、數字下變頻、解擴解調等模塊。 論文首先介紹了擴頻通信系統的特點以及相關技術的國內外發展現狀,并介紹了本論文的研究思路和內容。 然后,論文分析了幾種常用的窄帶干擾抑制、載波同步及PN碼同步算法,結合實際需要,設計了一種零中頻DSSS解調解擴方案。給出了抗窄帶干擾、PN碼捕獲及跟蹤以及載波同步的算法分析,采用了基于數字外差調制的自適應陷波器來進行前端窄帶干擾抑制處理,用基于自適應門限技術的滑動相關捕獲和分時復用單相關器跟蹤來改善PN碼同步的性能,用基于硬判決的COSTAS(科斯塔斯)環來減少載波提取的算法復雜度,用改進型CORDIC算法實現NCO來方便的進行擴展。 接著,論文給出了系統總體設計和發送及接受子系統的各個功能模塊的實現分析以及在Quartus Ⅱ5.0上的實現細節,給出了仿真結果。 然后論文介紹了整個系統的硬件電路設計和它在真實系統中連機調試所得到的測試結果,結果表明該系統具有性能穩定,靈活性好,生產調試容易,體積小,便于升級等特點并且達到課題各項指標的要求。 最后是對論文工作的一些總結和對今后工作的展望。

    標簽: FPGA 調制解調器

    上傳時間: 2013-05-23

    上傳用戶:磊子226

  • 基于FPGA的逆變器控制芯片研究

    逆變控制器的發展經歷從分立元件的模擬電路到以專用微處理芯片(DSP/MCU)為核心的電路系統,并從數模混合電路過渡到純數字控制的歷程。但是,通用微處理芯片是為一般目的而設計,存在一定局限。為此,近幾年來逆變器專用控制芯片(ASIC)實現技術的研究越來越受到關注,已成為逆變控制器發展的新方向之一。本文利用一個成熟的單相電壓型PWM逆變器控制模型,圍繞逆變器專用控制芯片ASIC的實現技術,依次對專用芯片的系統功能劃分,硬件算法,全系統的硬件設計及優化,流水線操作和并行化,芯片運行穩定性等問題進行了初步研究。首先引述了單相電壓型PWM逆變器連續時間和離散時間的數學模型,以及基于極點配置的單相電壓型PWM逆變器電流內環電壓外環雙閉環控制系統的設計過程,同時給出了仿真結果,仿真表明此系統具有很好的動、靜態性能,并且具有自動限流功能,提高了系統的可靠性。緊接著分析了FPGA器件的特征和結構。在給出本芯片應用目標的基礎上,制定了FPGA目標器件的選擇原則和芯片的技術規格,完成了器件選型及相關的開發環境和工具的選取。然后系統闡述了復雜FPGA設計的設計方法學,詳細介紹了基于FPGA的ASIC設計流程,概要介紹了僅使用QuartusII的開發流程,以及Modelsim、SynplifyPro、QuartusII結合使用的開發流程。在此基礎上,進行了芯片系統功能劃分,針對:DDS標準正弦波發生器,電壓電流雙環控制算法單元,硬件PI算法單元,SPWM產生器,三角波發生器,死區控制器,數據流/控制流模塊等逆變器控制硬件算法/控制單元,研究了它們的硬件算法,完成了模塊化設計。分析了全數字鎖相環的結構和模型,以此為基礎,設計了一種應用于逆變器的,用比例積分方法替代傳統鎖相系統中的環路濾波,用相位累加器實現數控振蕩器(DCO)功能的高精度二階全數字鎖相環(DPLL)。分析了“流水線操作”等設計優化問題,并針對逆變器控制系統中,控制系統算法呈多層結構,且層與層之間還有數據流聯系,其執行順序和數據流的走向較為復雜,不利于直接采用流水線技術進行設計的特點,提出一種全新的“分層多級流水線”設計技術,有效地解決了復雜控制系統的流水線優化設計問題。本文最后對芯片運行穩定性等問題進行了初步研究。指出了設計中的“競爭冒險”和飽受困擾之苦的“亞穩態”問題,分析了產生機理,并給出了常用的解決措施。

    標簽: FPGA 逆變器 控制芯片

    上傳時間: 2013-05-28

    上傳用戶:ice_qi

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