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信号<b>处理电路</b>

  • 基于FPGADSP激光测距系统的研究

    从制成世界上第一台激光器开始,激光优异的单色性、方向性和高亮度特点引起了各界的关注。激光测距技术是目前应用较为广泛的一种激光技术,它与一般测距方法相比,具有操作方便,精度高和昼夜可用的优点。目前激光测距技术分成脉冲式和连续式两种类型,连续式测距系统随着近年来激光技术的发展逐渐引起人们的关注,在民用领域,尤其是在一些对数据的实时性要求不很高的系统中得到普遍应用。 小型化、智能化、高精度、对人眼安全是激光测距的发展方向,但是目前的测距仪普遍存在元器件较多、功耗相对较高、灵活性不够、适应能力不强、抗干扰能力不强等缺点,不利于整机的一体化和小型化设计。 基于上述局限性,本文提出一种新的思想,将数字信号处理技术应用到连续式相位激光测距技术中,具体是利用DDS(直接数字频率合成)技术产生用于调制激光器的正弦信号,利用FPGA与DSP技术实现高速数字化处理。该方法不仅克服了上面所述的缺点,而且还具有以下的优点:可以通过软件的方法改变调制频率,大大简化了测相电路,提高了使用的方便性:解决了激光连续测距中频率输出不稳定和相位抖动的问题,使测距仪的稳定性更高;采用DSP处理芯片对信号进行处理,处理速度更快,提高了实时性;采用FFT技术测相,不仅精度高,而且随着微电子技术的不断发展,精度还有上升的空间。 本文从理论和实验上验证了该测距方案的可行性。在采用实时取样补偿技术的情况下,该测距方案的测距精度可达到毫米量级,该测距方案设计新颖,系统受环境因素影响较小,可在恶劣环境下进行短距离(一般小于15米)的测量。实验结果表明,该设计方案基本上达到预期的指标要求。

    标签: FPGADSP 激光测距系统

    上传时间: 2013-06-08

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  • 大场景图像融合可视化系统

    随着图像处理技术和投影技术的不断发展,人们对高沉浸感的虚拟现实场景提出了更高的要求,这种虚拟显示的场景往往由多通道的投影仪器同时在屏幕上投影出多幅高清晰的图像,再把这些单独的图像拼接在一起组成一幅大场景的图像。而为了给人以逼真的效果,投影的屏幕往往被设计为柱面屏幕,甚至是球面屏幕。当图像投影在柱面屏幕的时候就会发生几何形状的变化,而避免这种几何变形的就是图像拼接过程中的几何校正和边缘融合技术。 一个大场景可视化系统由投影机、投影屏幕、图像融合机等主要模块组成。在虚拟现实应用系统中,要实现高临感的多屏幕无缝拼接以及曲面组合显示,显示系统还需要运用几何数字变形及边缘融合等图像处理技术,实现诸如在平面、柱面、球面等投影显示面上显示图像。而关键设备在于图像融合机,它实时采集图形服务器,或者PC的图像信号,通过图像处理模块对图像信息进行几何校正和边缘融合,在处理完成后再送到显示设备。 本课题提出了一种基于FPGA技术的图像处理系统。该系统实现图像数据的AiD采集、图像数据在SRAM以及SDRAM中的存取、图像在FPGA内部的DSP运算以及图像数据的D/A输出。系统设计的核心部分在于系统的控制以及数字信号的处理。本课题采用XilinxVirtex4系列FPGA作为主处理芯片,并利用VerilogHDL硬件描述语言在FPGA内部设计了A/D模块、D/A模块、SRAM、SDRAM以及ARM处理器的控制器逻辑。 本课题在FPGA图像处理系统中设计了一个ARM处理器模块,用于上电时对系统在图像变化处理时所需参数进行传递,并能实时从上位机更新参数。该设计在提高了系统性能的同时也便于系统扩展。 本文首先介绍了图像处理过程中的几何变化和图像融合的算法,接着提出了系统的设计方案及模块划分,然后围绕FPGA的设计介绍了SDRAM控制器的设计方法,最后介绍了ARM处理器的接口及外围电路的设计。

    标签: 图像融合 可视化

    上传时间: 2013-04-24

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  • 跳频信号检测与接收系统

    扩展频谱通信技术,它的突出优点是保密性好,抗干扰性强.随着通信系统与现代计算机软、硬件技术与微电子技术发展,越来越多的通信系统构建于这种技术之上.在实际扩频通信系统工程中,用得比较普遍的是直扩方式和跳频方式,它们的不同在于直扩是采取隐藏的方式对抗干扰,而跳频采取躲避的方式. 西方国家早在20世纪50年代就开始对跳频通信进行研究,在上个世纪末的几次局部战争中,跳频电台得到了普遍的应用.跳频通信的发展促进了其对抗技术的发展,目前,世界主要几个军事先进的国家,已经研究出高性能的跳频通信对抗设备,国内这方面的发展相对国外差距比较大. 未来战争是科学技术的斗争,研究跳频通信对抗势在必行.基于这种目的,本文研究和设计了跳频检测的FPGA实现,利用基于时频分析的处理方法,完成了跳频信号检测的FPGA实现,通过测试,表明系统达到了设计要求,可以满足实际的需要.主要内容包括: 1.概述了跳频检测接收研究的发展动态,阐述了扩展频谱通信及短时傅立叶变换的原理. 2.分析了基于快速傅立叶变换(FFT)处理跳频信号,检测跳频的可行性,利用FFT检测频谱的原理,合理使用频谱采样策略,做到了增加频谱利用率,提高了检测概率和分析信噪比;利用抽取内插技术完成数据速率的转换,使其满足后续信号的处理要求;利用同相和正交的DDC实现结构,完成对跳频信号的解跳. 3.设计完成了跳频信号检测与接收系统的FPGA实现,其主要包括:数据速率变换的实现,FIR低通滤波器的实现,快速傅立叶变换(FFT)的实现,下变频的实现等.在滤波器的实现中,提出了两种设计方法:基于常系数乘法器和分布式算法滤波器,分析了上述两种方法的优缺点,选择用分布式算法实现设计中的低通滤波器;在快速傅立叶变换实现中,分析了基2和基4的算法结构,并分别实现了基2和基4的算法,满足了不同场合对处理器的要求.在下变频的设计中,使用滤波器的多相结构完成抽取的实现,并使用低通滤波器使信号带宽满足指标的要求.此外,设计中还包括双端口RAM的实现,比较模块的实现、数据缓存模块和串并转换模块的实现. 4.介绍了实现系统的硬件平台.

    标签: 跳频信号 检测 接收系统

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:zttztt2005

  • 无线通信系统的FPGA设计和研究

    在数字化、信息化的时代,数字集成电路应用得非常广泛。随着微电子技术和工艺的发展,数字集成电路从电子管、晶体管、中小规模集成电路、超大规模集成电路(VLSIC)逐步发展到今天的专用集成电路(ASIC)。但是ASIC因其设计周期长,改版投资大,灵活性差等缺陷制约着它的应用范围。可编程逻辑器件的出现弥补了ASIC的缺陷,使得设计的系统变得更加灵活,设计的电路体积更加小型化,重量更加轻型化,设计的成本更低,系统的功耗也更小了。FPGA是英文Field Programmable Gate Array的缩写,即现场可编程门阵列,它是在PAL、GAL、EPID等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的,既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。 本论文撰写的是用FPGA来实现无人小飞机系统中基带信号的处理过程。整个信号处理过程全部采用VHDL硬件描述语言来设计,并用Modelsim仿真系统功能进行调试,最后使用了Xilinx 公司可编程的FPGA芯片XC2S100完成,满足系统设计的要求。 本文首先研究和讨论了无线通信系统中基带信号处理的总体结构,接着详细阐述了各个模块的设计原理和方法,以及FPGA结果分析,最后就关键技术和难点作了详细的分析和研究。本文的最大特色是整个系统全部采用FPGA的方法来设计实现,修改灵活,体积小,功耗小。本系统的设计包括了数字锁相环、纠错编解码、码组交织、扰码加入、巴克码插入、帧同步识别、DPSK调制解调及选择了整体的时序,所有的组成部分都经过了反复地修改和调试,取得了良好的数据处理效果,其关键之处与难点都得到了妥善地解决。本文分别在发射部分(编码加调制)和接收部分(解调加解码)相独立和相联系的情况下,获得了仿真与实测结果。

    标签: FPGA 无线通信系统

    上传时间: 2013-07-05

    上传用户:acon

  • 模拟电子技术

    模拟电子技术模拟电子技术是一门研究对仿真信号进行处理的模拟电路的学科。它以半导体二极管、半导体三极管和场效应管为关键电子器件,包括功率放大电路、运算放大电路、反馈放大电路、信号运算与处理电路、信号产生电路、电源稳压电路等研究方向

    标签: 模拟电子技术

    上传时间: 2013-05-16

    上传用户:JANEM

  • 基于FPGA的便携式振动频谱分析仪

    该论文基于NIOS Ⅱ软核处理器和Altera的FPGA技术,设计了一种便携式的振动频谱分析仪,用于旋转机械的故障监测和诊断。以SOPC技术为手段,将信号采集和信号处理电路通过可编程片上系统来实现,其特点是将对ADC的控制、数字信号的滤波、快速傅立叶变换的设计,通过FPGA芯片集成在一起,以NIOS Ⅱ来完成32位CPU的状态控制功能。工程机械、汽车车辆中都存在诸如发动机类的旋转机械,这类设备的异常振动往往会影响正常工作,严重时还会出现各种重大事故,该分析仪可以实时地或定期地对发动机、齿轮箱等旋转机械进行振动频谱分析和监测,运用于民用机械能产生非常好的经济效益。 该论文从四个方面进行了研究工作。其一,利用FPGA对ADC芯片的工作进行控制,使其在规定的时间内与DSP模块进行数据交换,并对ADC各引脚时序进行控制,使两者协调同步工作,编制了相应的VHDL语言程序。其二,采用SOPC Builder设计开发,实现了基于NIOS Ⅱ的32位CPU软核,创建了相应的C/C++和汇编的宏代码,使得软件可以访问用户自定义逻辑。对顶层设计产生的VHDL的RTL代码和仿真文件进行了综合、编译适配以及仿真。其三,配合Matlab和DSP Builder的强大功能进行DSP模块设计,开发出了FIR和FFT等功能模块,并且添加到SOPC系统中,使其可以由NIOS Ⅱ很容易的调用。其四,在NIOS Ⅱ系统中添加了uC/OS Ⅱ操作系统,提高了整个系统的稳定性,并且降低了开发难度,提高了系统升级的能力。由于整个设计是基于FPGA开发的,所以该系统包括了所有FPGA系统的特点,包括并行的DSP处理、在系统可编程、升级简单等特点,极易使设计产品化。

    标签: FPGA 便携式 振动频谱 分析仪

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:amandacool

  • 基于FPGA的视频图像处理系统

    随着电子技术和计算机技术的飞速发展,视频图像处理技术近年来得到极大的重视和长足的发展,其应用范围主要包括数字广播、消费类电子、视频监控、医学成像及文档影像处理等领域。当前视频图像处理主要问题是当处理的数据量很大时,处理速度慢,执行效率低。而且视频算法的软件和硬件仿真和验证的灵活性低。 本论文首先根据视频信号的处理过程和典型视频图像处理系统的构成提出了基于FPGA的视频图像处理系统总体框图;其次选择视频转换芯片SAA7113,完成视频图像采集模块的设计,主要分三步完成:1)配置视频转换芯片的工作模式,完成视频转化芯片SAA7113的初始化:2)通过分析输出数据流的格式标准,来识别奇偶场信号、场消隐信号和有效行数据的开始和结束信号三种控制信号,并根据控制信号,用Verilog硬件描述语言编程实现图像数据的采集;3)分析SRAM的读写控制时序,采用两块SRAM完成图像数据的存储。然后编写软件测试文件,在ISE Simulator仿真环境进行程序测试与运行,并分析仿真结果,验证了数据采集和存储的正确性;最后,对常用视频图像算法的MATLAB仿真,选择适当的算子,采用工具MATLAB、System Generator for DSP和ISE,利用模块构建方式,搭建视频算法平台,实现图像平滑滤波、锐化滤波算法,在Simulink中仿真并自动生成硬件描述语言和网表,对资源的消耗做简要分析。 本论文的创新点是采用新的开发环境System Generator for DSP实现视频图像算法。这种开发视频图像算法的方式灵活性强、设计周期短、验证方便、是视频图像处理发展的必然趋势。

    标签: FPGA 视频图像 处理系统

    上传时间: 2013-07-28

    上传用户:lingzhichao

  • 语音信号特征参数的提取

    随着语音技术应用的发展,语音信号数字处理的实时性要求越来越突出。这就要求在系统设计中,对系统的硬件环境要求更高。随着语音处理算法的日益复杂,用普通处理器对语音信号进行实时处理,已经不能满足需要。专用语音信号处理芯片能解决实时性的要求,同时对器件的资源要求也是最低的。 论文利用Altera公司的新一代可编程逻辑器件在数字信号处理领域的优势,对语音信号的常用参数—LPC(线性预测编码,Linear Predictive Coding)参数提取的FPGA(现场可编程门阵列,Field Programmable Gate Array)实现进行了深入研究。论文首先对语音的离散数学模型和短时平稳特性进行了分析,深入讨论了语音线性预测技术。第二,对解线性预测方程组的自相关法和协方差斜格法进行了比较,提出了一种基于协方差斜格法的LPC参数提取系统的总体设计方案。第三,对Altera公司的Cyclon系列可编程器件的内部结构进行了研究,分析了在QuartusⅡ开发平台上进行FPGA设计的流程。第四,对系统的各个功能模块进行了设计,所有算法通过Verilog硬件描述语言实现,并对其工作过程进行了详细的分析。最后,在Altera FPGA目标芯片EP1C6Q240C8上,对LPC参数提取系统进行了仿真验证。 系统具有灵活的输入输出接口,能方便地同其它语音处理模块相连,构成一个完整的语音处理专用芯片,可以应用于语音编解码、语音识别等系统。

    标签: 语音信号 特征 参数

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:TI初学者

  • 基于FPGA的雷达信号预处理器的设计

    随着我国国民经济的快速增长和对内对外贸易量的不断增大,海上交通运输更加繁盛。雷达信号处理技术是航海雷达探测海上目标的关键技术,它对安全和高效率的海上运输起到至关重要的作用。雷达信号预处理系统主要负责对雷达...

    标签: FPGA 雷达信号 预处理器

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:远远ssad

  • <<信号处理电路>>

    ·本书讲述了模拟运算、箝位、比较、定时、调幅、检波、变频、脉宽调制与检测、角度调制与解调、滤波器设计等方面的内容。

    标签: lt gt 信号处理电路

    上传时间: 2013-07-16

    上传用户:461449632