伴随高速DSP技术的广泛应用,实时快速可靠地进行数字信号处理成为用户追求的目标。同时,由于可编程器件在速度和集成度方面的飞速提高,使得利用硬件实现数字信号实时快速可靠处理有了新的途径。 FIR滤波器是数字信号处理中常用部件,它的最大优点在于:设计任何幅频特性时,可以具有严格的线性相位,这一点对数字信号的实时处理非常关键。 FPGA是常用的可编程器件,它所具有的查找表结构非常适用于实现实时快速可靠的FIR滤波器,在加上VHDL语言灵活的描述方法以及与硬件无关的特点,使得使用VHDL语言基于FPGA芯片实现FIR滤波器成为研究的方向。 本文对基于FPGA的FIR数字滤波器实现进行了研究,并设计了一个16阶的FIR低通滤波器。所做的主要工作为: 1.以FIR数字滤波器的基本理论为依据,使用分布式算法作为滤波器的硬件实现算法,并对其进行了详细的讨论。针对分布式算法中查找表规模过大的缺点,采用多块查找表的方式减小硬件规模。 2.在设计中采用了自顶向下的层次化、模块化的设计思想,将整个滤波器划分为多个模块,利用VHDL语言的描述方法进行了各个功能模块的设计,最终完成了FIR数字滤波器的系统设计。 3.采用FLEX10K系列器件实现一个16阶的FIR低通滤波器的设计实例,用MAX+PLUSII软件进行了仿真,并用MATLAB对仿真结果进行了分析,证明所设计的FIR数字滤波器功能正确。 仿真结果表明,本论文所设计的FIR滤波器硬件规模较小,采样率达到了17.73MHz。同时只要将查找表进行相应的改动,就能分别实现低通、高通、带通FIR滤波器,体现了设计的灵活性。
上传时间: 2013-04-24
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本文分析了国内外电动机保护的发展,针对当前电动机保护的现状,介绍了一种嵌入式综合电动机保护装置。该保护装置设计基于ARM嵌入式微处理器,相比于传统的保护装置具有体积小、功耗低、性能高、实时性好等优点,具有较强的实用价值。保护装置可以实时采集电动机的三相输入电压、电流信号,对采样数据进行保护算法计算,监视电动机的工作状态,一旦有故障发生,则进行相应保护动作,及时切断电动机电源。课题完成了基本的硬件系统设计和软件开发。 硬件设计采用S3C2410作为处理器组成电动机综合保护装置,使用S3C2410自带的A/D转换器采集电动机的三相输入电流、电压信号,并通过键盘和LCD显示器完成人机交互。 软件的开发分为开发环境的建立和应用软件设计两个部分。开发环境的建立包含ARM平台的BootLoader和嵌入式Linux的移植,交叉编译环境的建立;应用软件方面包含驱动程序,Qt界面程序,智能保护程序等几个部分。 论文的最后对系统设计所完成的内容进行了总结,并提出了改进方法。
上传时间: 2013-06-16
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随着数字信号处理技术应用的不断深入,数字信号处理系统的实现面临着很多挑战,其中面临的四个主要问题是:速度、设计规模、功耗和开发周期。因此许多数字信号处理的实现方法被提出,其中基于FPGA的实现技术就是其中的重要技术之一。 本文以数字信号处理系统的实现为应用背景,着重研究了基于FPGA的数字滤波器实现技术。本文分为两个主要部分: 第一部分以Xilinx公司的FPGA为例,总结了FPGA设计的基本方法及设计流程,并在此基础上介绍了一种用于产品快速开发的设计方式—基于SystemGenerator的设计方式,这种设计方式向数字信号处理系统的设计者提供了自上而下的FPGA解决方案。 第二部分系统地研究了基于FPGA的数字滤波器实现技术。该部分首先研究了三种适合于FPGA的FIR滤波器实现方法,直接结构、转置结构及分布式算法。其次,讨论了针对直接结构FIR滤波器的乘法器优化技术,CSD编码和系数分解,以及针对转置结构FIR滤波器的乘法器优化技术,简化加法器图,并结合实例给出了它们的优化效果。再次,介绍了直接结构FIR滤波器中常用多操作数加法实现方法,二叉树和Wallace树,并在Wallace树的基础上提出了一种适合于FPGA的1比特多操作数加法结构,这种实现结构在实现采样字长与系数字长均为l比特的FIR滤波器时,使FPGA的资源利用率得到明显提高。最后还给出了三种FIR滤波器实现方法在FPGA中应用的优缺点及其适用性,并给出了一个带通滤波器的设计实例。 论文的研究成果已应用于“北斗一号”导航定位接收机中。
上传时间: 2013-08-01
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常用的实时数字信号处理的器件有可编程的数字信号处理(DSP)芯片(如AD系列、TI系列)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)等。在工程实践中,往往要求对信号处理要有高速性、实时性和灵活性,而已有的一些软件和硬件实现方式则难以同时达到这几方面的要求。随着可编程逻辑器件和EDA技术的发展,使用FPGA来实现数字信号处理,既具有实时性,又兼顾了一定的灵活性。FPGA具有的灵活的可编程逻辑可以方便的实现高速数字信号处理,突破了并行处理、流水级数的限制,有效地利用了片上资源,加上反复的可编程能力,越来越受到国内外从事数字信号处理的研究者所青睐。 FIR数字滤波器以其良好的线性特性被广泛使用,属于数字信号处理的基本模块之一。本论文对基于FPGA的FIR数字滤波器实现进行了研究,所做的主要工作如下: 1.介绍了FIR数字滤波器的基本理论和FPGA的基本概况,以及FPGA设计流程、设计指导原则和常用的设计指导思想与技巧。 2.以FIR数字滤波器的基本理论为依据,使用分布式算法为滤波器的硬件实现算法,并对其进行了详细的讨论。针对分布式算法中查找表规模过大的缺点,采用优化分布式算法的多块查找表方式使得硬件规模极大的减小。 3.设计出一个192阶的FIR滤波器实例。其系统要求为:定点16位输入、定点12位系数、定点16位输出,采样率为75MHz。设计用Quartus II软件进行仿真,并将其仿真结果与Matlab仿真结果进行对比分析。 仿真结果表明,本论文设计的滤波器硬件规模较小,采样率达到了75MHz。同时只要将查找表进行相应的改动,就能分别实现低通、高通、带通FIR滤波器,体现了设计的灵活性。
上传时间: 2013-06-06
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本文的设计采用FPGA来实现π/4DQPSK调制解调。采用π/4DQPSK的调制解调方式是基于频带利用率、误比特率(即抗噪性)和实现复杂性等综合因素的考虑;采用FPGA进行实现是考虑到高速的数据处理以及AD和DA的高速采样。 本课题主要包含以下几个方面的研究: 首先对π/4DQPSK技术的应用发展情况做简单介绍,并对其调制解调原理进行了详细的阐述。在理解原理的基础上,将调制解调进行模块化划分,提出了实现的思路和方法。其中包括串并转换,差分相位编码,内插,成形滤波器,正交调制,带通滤波器及希尔伯特变换,解调,位同步,载波同步,差分相位解码。 其次在FPGA上实现了π/4DQPSK的大部分模块。其中调制端的各个模块的功能都已经实现,并综合在一起,下载到开发板上进行了在线仿真。其中成形滤波器的设计大大降低了FPGA的资源开销,是本次设计的创新;解调端对载波同步和位同步提出了设计思路,具体的实现还需要进一步的研究;接口电路的测试和在线仿真已经完成。 最后提出了硬件实现的方案以及三种芯片的选型与设计,给出了简要的电路图和时序图。
上传时间: 2013-08-03
上传用户:fzy309228829
本文主要对数字下变频器的FPGA实现方法进行了研究分析,重点完成了其主要模块的设计验证,最后进行了初步的系统级验证。目标任务是利用FPGA实现一个单通道专用数字下变频芯片,以目前得到广泛应用的、代表单通道DDC器件领先水平的产品——美国Intersil公司的HSP50214B为设计目标,在整体结构和一些参数上参考了该芯片的设计。 本文在深入学习软件无线电理论基础、数字信号处理的相关等相关知识的基础上,分析研究了基于FPGA的软件无线电数字下变频技术实现方法,设计实现的主要工作是设定整体系统方案、进行模块划分和接口定义;对各个设计中主要的相关算法进行分析比较,确定模块的实现方式;运用FPGA的设计方法,完成数字下变频器中NCO、CIC积分梳状滤波抽取器和FIR滤波器等关键模块分析设计、及其仿真等;最后在Altera公司的StratixII EP2S60的专用开发板上进行系统的初步调试与测试。由于系统的复杂性、时间和个人精力等因素,本文完成了模块的逻辑设计及仿真验证,系统总体的整合、仿真验证还未彻底完成。但是已经得到验证结果表明,此次的设计结构和思想是正确的,本人下一步需要做的工作就是完成系统整体的仿真和验证,并将其功能加以完善。
上传时间: 2013-04-24
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有源滤波器实际上是一种具有特定频率响应的放大器。它是在运算放大器的基础上增加一些R、C等无源元件而构成的。 通常有源滤波器分为: 低通滤波器(LPF) 高通滤波器(HPF) 带通滤波器(BPF) 带阻滤波器(BEF) 它们的幅度频率特性曲线如图13.01所示。
上传时间: 2013-06-25
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资料为电路图,已经做出实物,标称值可用~
上传时间: 2013-10-09
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利用电容加载传输线缩短理论,重新设计腔体滤波器的内部结构,利用T型梳状结构实现加载电容,减小腔体尺寸。仿真设计并实际加工出一个中心频率为2.4GHz的带通滤波器。在保持普通腔体滤波器高功率容量、小差损、高带外抑制等优点的基础上有效减小滤波器体积,从而有利于其小型化应用。
上传时间: 2013-12-02
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为了将通信系统中数字基带信号调制到中频信号上,采用数字上变频技术,通过对数字I、Q两路基带信号进行FIR成形滤波、半带插值滤波、数字混频处理得到正交调制后的中频信号,最后经MATLAB仿真分析得到相应的时域和频域图,来验证电路设计的有效性。
上传时间: 2013-10-22
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