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信号完整性理论

  • 基于FPGA的彩色等离子体显示器信号处理与控制电路设计

    彩色等离子体显示器是利用惰性气体放电发光进行显示的平板显示器,它具有厚度薄、重量轻、大平面、大视角、响应快、无电磁辐射等优点。由于我国PDP产业起步较晚,所以研制具有我国自主知识产权的PDP整体驱动电路,抢占彩电市场具有深远的意义。本文介绍了等离子体显示器的工作原理和基于ALTERA公司的现场可编程门阵列(FPGA)的电路设计方法,通过研究PDP的工作原理、显示屏的结构和AC型PDP所采用的寻址和显示分离(ADS)型子场技术,提出了一种基于FPGA的信号处理与控制电路设计方案。最后还对等离子体显示器在改进显示屏物理工艺结构、驱动电路技术以及市场走向方面,进行了初步探讨。

    标签: FPGA 彩色 信号处理 等离子体

    上传时间: 2013-05-20

    上传用户:zhengxueliang

  • 基于FPGA的无线接收机下变频器的设计与实现

    随着无线通信的应用日益广泛,无线通信系统的种类也越来越繁杂,但是由于不同通信系统的工作频段、调制方式、通信协议等原理结构上存在差异而极大限制了不同系统之间的互通。软件无线电摆脱了硬件体系结构的束缚,成为解决不同通信体制之间互操作问题和开展多种通信业务的最佳途径,具有巨大的商业和军事价值,被喻为无线电通信领域一次新的技术革命。 本文首先回顾了软件无线电的提出和发展现状,然后论述了软件无线电的基本理论和数学模型。在此理论和模型的基础上,设计了软件无线电接收机的硬件平台。该平台包括射频部分、中频处理部分和基带处理部分。射频部分由天线和无线接收机组成;中频部分先将接收机输出的模拟信号数字化,然后再通过FPGA实现下变频;基带部分主要由DSP和嵌入式系统组成,完成解调、同步等处理并可以进行一些其他的应用。其中的嵌入式系统的主处理器是基于ARM7-TDMI内核的LPC2200芯片,为了实现开发的方便在此芯片上移植了uC/OS-Ⅱ嵌入式时实内核。 软件无线电接收机是一个很庞大的体系,其中的数字下变频器DDC是一个非常关键的组成部分,在这部分中可方便的对接收频段、滤波器特性等进行编程控制,极大的提高了通信设备的性能和灵活性,因此本文的重点在于数字下变频器的设计与实现。实现下变频的方法有很多种,由于FPGA在速度和灵活性上的优势,其应用也越来越广泛,因此主要采用了居于领导地位的XILINX公司的SPATAN-Ⅱ芯片来实现数字下变频的功能。

    标签: FPGA 无线接收机 下变频

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:mfhe2005

  • 高速FPGA在激光回波检测中的应用

    激光测距是激光技术在军事上最早和最成熟的应用,自1961.年美国休斯飞机公司研制成功世界上第一台激光测距机之后,激光测距技术发展迅速。如今,它已经被广泛运用于军用领域和民用领域。为了进一步提高我国激光测距水平,研制更高性能激光测距机依然是我国国防科技研究中的重要课题之一。其中,测距精度是激光测距机的一个重要参数。而激光测距机能否准确的检测激光回波信号将直接影响测距精度。 脉冲激光测距系统主要包括激光发射子系统、激光回波探测子系统、回波检测与主控子系统、终端显示子系统等组成。其中设计高精度激光回波检测与主控子系统是实现高精度激光测距的核心问题。传统激光回波检测与主控子系统通常采用分立元件和小规模集成电路设计,电路复杂且精度较低。随着数字电路设计技术的发展,已出现大规模可编程逻辑器件FPGA(现场可编程门阵列)和CPLD(复杂可编程逻辑器件)。采用FPGA代替传统的分立元件和小规模集成电路来设计激光回波检测与主控子系统,不仅提高了回波检测精度,同时简化了整个测距系统的设计。 本文研究了将激光回波信号直接送入FPGA进行检测的方案。同时,采用这种方案设计了一种激光回波检测系统,并把它成功运用在一引信项目中。这种方案电路设计简单,易于实现。在实际应用中,由于激光回波探测子系统只是完成由光信号到电信号的转换及简单放大,理论分析和试验结果均表明,采用该方案进行回波检测的精度较低,这种回波检测方法也只能应用在测距精度要求低的项目中。 为了满足另一高精度测距项目的需要,在FPGA直接进行激光回波检测方案的基础上,设计了一种高精度激光回波检测系统。文中介绍了其实现原理,理论上分析了该系统所能达到的回波检测精度及整机测距系统的测距精度。与第一种方案相比,该方案引入了超高速数据采集电路。由于采样速率高达lGsps,该方案实现的难点在于如何保证数据采集电路的稳定工作。文中从总体方案的设计,到器件的选型,硬件电路板的实现等方面做了详细的阐述,最终完成了系统硬件电路设计。接着介绍了系统程序设计。后面给出了试验测试结果,该系统工作稳定,性能良好。系统设计中引入的超高速数据采集电路有着广泛的应用,为其他相关设计提供了参考。最后,对全文做了工作总结,并给出了接下来的后续工作与展望。 本文在高速FPGA对激光回波信号检测方向取得了一定的成果,为进一步研究提供了参考价值。

    标签: FPGA 激光 回波 中的应用

    上传时间: 2013-06-13

    上传用户:cy1109

  • 高速并行信号处理板数据接口与控制的FPGA设计

    随着信息社会的发展,人们要处理的各种信息总量变得越来越大,尤其在处理大数据量与实时处理数据方面,对处理设备的要求是非常高的。为满足这些要求,实时快速的各种CPU、处理板应运而生。这类CPU与板卡处理数据速度快,效率高,并且不断的完善与发展。此类板卡要求与外部设备通讯,同时也要进行内部的数据交换,于是板卡的接口设备调试与内部数据交换也成为必须要完成的工作。本文所作的工作正是基于一种高速通用信号处理板的外部接口和内部数据通道的设计。 本文首先介绍了通用信号处理板的应用开发背景,包括此类板卡使用的处理芯片、板上设备、发展概况以及和外部相连的各种总线概况,同时说明了本人所作的主要工作。 其次,介绍了PCI接口的有关规范,给出了通用信号处理板与CPCI的J1口的设计时序;介绍了DDR存储器的概况、电平标准以及功能寄存器,并给出了与DDR.存储器接口的设计时序;介绍了片上主要数据处理器件TS-202的有关概况,设计了板卡与DSP的接口时序。 再次,介绍了Altera公司FPGA的程序设计流程,并使用VHDL语言编程完成各个模块之间的数据传递,并重点介绍了DDR控制核的编写。 再次,介绍了WDM驱动程序的结构,程序设计方法等。 最后,通过从工控机向通用信号处理板写连续递增的数据验证了整个系统已经正常工作。实现了信号处理板内部数据通道设计以及与外部接口的通讯;并且还提到了对此设计以后地完善与发展。 本文所作的工作如下: 1、设计完成了处理板各接口时序,使处理板可以从接口接受/发送数据。 2、完成了FPGA内部的数据通道的设计,使数据可以从CPCI准确的传送到DSP进行处理,并编写了DSP的测试程序。 3、完成了DDR SDRAM控制核的VHDL程序编写。 4、完成了PCI驱动程序的编写。

    标签: FPGA 高速并行 信号处理板 数据接口

    上传时间: 2013-06-30

    上传用户:唐僧他不信佛

  • 正弦信号发生器的设计与制作

    制作一个正弦信号发生器的设计:(1)正弦波输出频率范围:1kHz~10MHz;(2)具有频率设置功能,频率步进:100Hz;(3)输出信号频率稳定度:优于10-2;(4)输出电

    标签: 正弦信号发生器

    上传时间: 2013-06-18

    上传用户:huannan88

  • 基于FPGA的有限冲激响应数字滤波器的研究及实现

    数字滤波作为数字信号处理技术的重要组成部分,广泛应用于诸如信号分离、恢复、整形等多种场合中,本文讨论的FIR滤波器因其具有严格的线性相位特性而得到广泛的应用。在工程实践中,往往要求信号处理具有实时性和灵活性,但目前常用的一些软件或硬件实现方法则难以同时达到两方面的要求。 可编程逻辑器件是一种用户根据需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路。本课题研究FIR的FPGA解决方案体现电子系统的微型化和单片化,主要完成的工作如下: (1)以FIR滤波器的基本理论为依据,研究适应工程实际的数字滤波器的设计方法: (2)对分布式算法进行了较为深入的研究。在阐述算法原理的基础上,分析了利用FPGA特有的查找表结构完成这一运算的方法,从而解决了常系数乘法运算硬件实现的问题; (3)以—FIR低通滤波器为例说明FIR数字滤波器的具体实现方法,采用层次化、模块化、参数化的设计思想,完成对整个FIR滤波器的功能模块的划分,以及各个功能模块的具体设计; (4)设计参数可调的FIR低通滤波器的硬件电路:以EPFlK50TCl44-l为核心,包括A/D转换电路、D/A转换电路以及在系统配置电路等。以话音作为输入信号,进行了实际滤波效果的测试。 实验系统的测试结果表明,和传统的数字滤波器相比较具有更好的实时性、准确性、灵活性和实用性。

    标签: FPGA 冲激响应 数字滤波器

    上传时间: 2013-07-19

    上传用户:sjyy1001

  • 基于IEEE80211a的OFDM传输系统的接收机算法研究与FPGA实现

    作为一项正在兴起的无线应用服务,无线局域网已在机场、校园、会议室、甚至在家庭都有所应用.它正叩开高速无线数据业务市场的大门.目前,无线局域网仍处于众多标准共存时期.每一标准的背后都有大公司或者大集团的支持.在众多无线局域网协议中IEEE802.11a协议是很有特色的一个,它的优势在于采用了正交频分复用(OFDM)方式来传输数据,该技术可帮助提高速度和改进信号质量,并可克服干扰,因此得到众多关注.为了让这种高速的局域网真正应用到实际中,我们的项目就是要在硬件上实现基于IEEE802.11a协议的OFDM系统的发射机和接收机,而本文的主要工作就是用FPGA实现这个系统的内接收机.内接收机主要包括同步估计和信道估计.但是目前OFDM系统中包括同步、信道编码、信道估计、用户检测、降低峰均比等一些关键技术在具体实现上还存在着一些困难.许多文献对这些关键技术基本停留在理论上的讨论,与具体的实现还存在很大的差距.因此本文通过研究同步和信道估计的多种算法的性能和其实现的复杂度,提出一种适合在IEEE802.11a协议环境下的同步算法和信道估计,用FPGA加以实现.首先本文总结了目前OFDM系统信道估计的算法.在此基础上详细的讨论了基于IEEE802.11a协议的OFDM系统可以采用的信道估计方法:(1)提出了借助训练序列的LS估计法和LS-average估计法,分别在AWGN信道和多径信道对这两种方法进行了比较,证明无论在哪种信道环境下后者性能都要好于前者.为了能够进一步提高信道估计器的性能,在LS-average算法的基础上提出了消噪算法(NRA).(2)提出了借助导频的DFT插值算法.其次本文总结了目前OFDM系统同步的算法.OFDM系统同步包括定时同步和载波同步,其中定时同步又分为符号同步和抽样同步.本文主要是研究定时同步,而载波同步只是简单的讨论,因为在这项目中这是另有负责人.本文针对基于IEEE802.11a协议的OFDM系统把定时同步分为粗定时同步和细定时同步.然后分别对粗定时同步和细定时同步进行了详细的讨论.其中对粗定时同步的方法有:利用短训练序列和利用循环前缀,并对这两种方法进行了比较.对细定时同步是利用导频来跟踪.最后根据前面两章提出的算法所分析的结果,以及突发OFDM系统的信号和信道特征,选取了其中一种信道估计算法和定时同步算法,结合合作伙伴所提出的载波同步算法一起用FPGA实现整个基于IEEE802.11a协议的OFDM系统的内接收机,并分别测试了各个模块的性能以及综合模块的性能.

    标签: 80211a 80211 IEEE FPGA

    上传时间: 2013-05-26

    上传用户:zhengzg

  • 基于ARMFPGA的高速信号采集与存储系统设计

    在图像处理、航空航天、遥感测量、现代电子测试等很多领域,要求测试仪器设备能及时保存原始测试数据,用于事后数据分析和处理。同时前端探测器性能的提高,对于各种系统存储容量、体积、造价、稳定性等都提出了更高的要求。因此研制性能可靠、体积小、低成本的数据存储系统是十分必要的。 本文提出基于ARM嵌入式处理器+FPGA结构的高速信号采集与存储系统解决方案。进行了信号采集与存储系统设计。其特点是高性能、低成本、体积小。 文中利用了ARM处理器和FPGA可编程逻辑器件的特点,进行了基于本方案的硬件设计,:FPGA软件设计。叙述了PCB设计以及调试过程中需注意的问题。 系统的硬件设计以ARM和FPGA为平台,ARM处理器采用了Samsung公司的S3C2410,FPGA采用Altera公司的EP2C8。硬件设计围绕着核心芯片,进行了电源设计和ARM和FPGA外围电路设计。 ARM处理器实现了系统的控制;FPGA作为协处理器实现了FIFO,一些接口、时序控制等,协助ARM采集数据。在FPGA中实现硬件电路简化了外围电路,使得设计灵活,开发调试方便,也提高了系统的可靠性。 系统软件操作系统采用的是Linux,基于嵌入式Linux操作系统的特点,分析了系统的实时性。接着进行了Linux平台上基于Qt的用户界面应用程序设计。 最后分析了系统测试结果,并指出存在的问题和改进方法。

    标签: ARMFPGA 高速信号 采集 存储

    上传时间: 2013-07-10

    上传用户:cylnpy

  • 数字图像监控系统解码芯片的设计及其FPGA实现

    该文就多媒体信息的主体之一-图像信号的压缩和解压进行了分析,并结合实际课题所设计的数字图像监控系统对其中的图像解码过程进行了软硬件的实现.首先我们在ANALOG DEVICE公司的ADSP-2189上进行了解码系统的验证,就解码输出的质量进行了主观评价.通过软件仿真,我们还进一步得到了解码过程中,哪些指令占用较多的指令执行时间,哪些指令会成为硬件实现时的瓶颈.它为我们的FPGA优化设计提供了理论上的依据.综合考虑设计方案的复杂程度、系统规模、系统时延、器件成本等各项因素,通过对各种FPGA器件性能与开发工具的选择比较,决定选用Altera公司的FLEX10K器件来做最终的硬件实现.它不仅为图像解码系统的ASIC实现做了一定的理论分析和技术准备,也为FPGA技术在数字信号处理领域的应用开辟了新的研究方向.在硬件设计过程中,根据FPGA技术的优点,采用"自上而下"和"自下而上"相结合的设计方法,将整个系统进行功能模块分割并分别实现.所有处理模块均采用VERILIG语言编写,对其中的主要模块都进行了优化设计.通过这些优化不仅提高了解压性能,还减少了处理时间和所占用的硬件空间.最后通过仿真表明了所实现的图像解码系统具有良好的性能,具有一定的使用价值.

    标签: FPGA 数字图像 监控系统 片的设计

    上传时间: 2013-06-26

    上传用户:再见大盘鸡

  • 小波变换研究及其FPGA实现

    傅里叶变换是信号处理领域中较完善、应用较广泛的一种分析手段.但傅里叶变换只是一种时域或频域的分析方法,它要求信号具有统计平稳,即时不变的特性.但是实际应用中存在很多非平稳信号,它们并不能很好的用傅立叶变换来处理.小波变换的出现解决了这个问题,它在处理非平稳信号方面具有傅立叶变换无法比拟的优越性.小波变换在通信技术、信号处理、地球物理、水利电力、医疗等领域中获得了日益广泛的应用.小波变换的研究成为了当今学术界的一个热点.随着现代数字信号处理朝着高速实时的方向发展,纯软件的程序式信号处理方法越来越不能满足实际应用的需求,因此人们希望用硬件电路来实现高速信号处理问题.基于以上原因,该文在研究了小波变换的基本理论和特点的基础上,重点研究了小波变换的VLSI电路构架,并用FPGA实现了它的功能.毫无疑问,该文所做的具体工作在理论和实践上都有参考价值.论文中,在简单介绍了小波变换的基本理论、特点和应用;对信号小波变换分解,重构的MATLAB算法进行了分析,为硬件实现奠定了理论基础.论文在研究了小波核心算法MALLAT算法的基础上,以直观的图形方式描述了算法的流程图;并由此提出了基于VLSI的电路模块架构.根据上述模块结构,对相关模块进行了硬件描述语言(VERILOG-HDL)的建模,并且在仿真平台上(ACTIVE-HDL)进行了仿真.在仿真正确的前提下,该文选用了EP20K100BC356-1V芯片作为目标器件进行了综合和后仿真,并且将仿真结果通过MATLAB与理论参数进行了比较,结果表明设计是正确的.对设计中存在的误差和部分模块的进一步优化,该文也作了分析和说明,为下一步实现通用IP核设计奠定了基础.

    标签: FPGA 小波变换

    上传时间: 2013-06-27

    上传用户:zhaoq123