多相滤波器主要应用于脉冲多普勒雷达、通信宽带数字接收机、雷达自适应波束形成等信号处理领域。在多普勒雷达信号处理中国内外关于FIR滤波器设计研究的报道较多,而对于IIR滤波器的设计研究相对较少,原因是IIR多相滤波器的设计复杂性,使得IIR滤波器在多普勒雷达数字信号处理中难以发挥重要作用。本文以脉冲多普勒雷达信号处理为背景,主要研究数字多相滤波器的特点和设计方法;进而研究数字多相滤波器的数字仿真方法与FPGA实现技术。对于自主研究、设计和实现雷达信号处理的各种结构的滤波器具有重要的意义。 本文讨论了FIR数字滤波器和IIR数字滤波器的特点和区别。对IIR滤波器的多相结构进行了理论分析,重点研究了IIR多相滤波器的设计原理。根据此原理进行IIR滤波器的多相设计并扩展到多通道和多级结构。在此基础上,根据本文研究的多普勒雷达回波信号需要四通道处理的要求搭建软件仿真模型,对所设计的2级4通道IIR多相滤波器组进行了仿真实验,给出仿真结果,并进行了讨论。 在完成2级4通道IIR多相滤波器组的软件仿真后,利用FPGA设计平台,对该IIR多相滤波器组进行了设计仿真和综合实现。在实现过程中进行了功能仿真和时序仿真两级仿真验证,结果表明在模拟硬件环境中所设计的2级4通道IIR多相滤波器组能够较好地实现多普勒雷达回波信号多通道的划分和滤波功能要求,验证了设计思路和方法的正确性和可行性。
上传时间: 2013-04-24
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基于布里渊散射的分布式光纤传感器是当前国内外研究的热点。本文介绍了基于布里渊散射的分布式光纤传感器的的原理、应用;布里渊时域反射技术(BOTDR)和布里渊时域分析技术(BOTDA)的原理。 受激布里渊散射(SBS)的过程中,入射光和散射光满足耦合振幅方程组。我们对该方程组采用有限差分法进行数值计算,并用Matlab模拟计算过程,对布里渊散射信号进行分析。 根据布里渊散射信号的特点,我们采用基于Morlet小波变换的DSP信号算法来处理 BOTDR传感信号。通过对该算法的核心单元——快速傅立叶变换(FFT)的硬件实现,我们在Stratix FPGA上实现了基于Morlet小波变换的DSP算法的硬件电路设计。 最后,在此基础上,我们对电路功能进行实际的仿真和验证,并和Matlab得到结果进行比较和分析。
上传时间: 2013-07-22
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基于AD9851的DDS短波信号发生器,详细论述AD9851的使用,在做高频信号源时很值得参考。
上传时间: 2013-05-26
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RFID技术是一种新兴的自动识别技术,具有信息量大、读取距离远、可同时读取多张卡片等特点,被广泛应用于门禁、物流、管理等领域. 虚拟仪器是现代计算机技术和仪器技术深层次结合的产物.虚拟仪器充分利用了计算机的运算、存储、回放显示及文件管理等智能化功能,同时把传统仪器的专业化功能和面板控件软件化,使之与计算机结合构成一台功能完全与传统硬件仪器相同,同时又充分享用了计算机软硬件资源的全新虚拟仪器系统. Wiegand协议和ABA协议作为一种常用的通讯协议被广泛的应用于RFID读卡器与上位机之间的通讯以及RFID读卡器与控制器之间的通讯.本设计的目的是检测Wiegand协议和ABA协议的数据通信是否符合协议规定,主要包括脉冲宽度、脉冲间隔等.本设计包含FPGA和上位机软件两部分,FPGA上完成对信号的采样和对采样数据的储存和缓冲,上位机完成对采样数据的处理,以及波形的显示.FPGA上的设计应用Verilog语言在Altera公司的Max+PlusII平台上进行开发.上位机软件设计基于NI公司的图形化编程软件LabVIEW.
上传时间: 2013-05-20
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测试仪广泛应用于国民经济和国防建设的各个领域,是科研和生产不可或缺的重要装备之一。其工作原理是由信号发生装置向被测对象发送激励信号,同时由信号采集与处理装置通过传感器采集被测对象的响应信号,并送到上位机进行数据分析和处理。本文研究采用灵活的现场可编程逻辑阵列FPGA为核心,协调整个仪器的运转,并采用先进的USB总线技术,将信号发生、信号采集与处理有机地集成为一体的多功能测试仪。 本文的第一章介绍了测试仪及其研究应用现状,根据仪器的成本、便携性和通用性要求不断提高的发展趋势,提出了本课题的研究任务和关键技术; 第二章从硬件和软件两个方面讨论了测试仪的总体设计方案,并且分别详述了电源模块、USB模块、FPGA模块、DSP模块、A/D模块、D/A模块这六个功能模块的硬件设计; 第三章讨论了USB模块相关的软件设计,其中包含USB固件设计、驱动程序设计和客户应用程序设计三个方面的内容,详细论述了各部分软件的架构和主要功能模块的实现。 第四章讨论了主控器FPGA的设计,是本文的核心部分。先从总体上介绍了FPGA的设计方案,然后从MCU模块、信号采集模块、信号发生模块三部分具体描述了其实现方式。软件设计上采用了模块化的设计思想,使得结构清晰,可读性强,易于进一步开发;并且灵活的使用了有限状态机,大大提高了程序的稳定性和运行效率。 第五章介绍了DSP模块的设计,讨论了波形生成的原理及实现,并提出了与FPGA接口的方式。 第六章详细描述了实验的步骤和结果,分别从单通道采样和多通道采样两方面实验,验证了仪器的性能和设计的可行性。
上传时间: 2013-06-25
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码元定时恢复(位同步)技术是数字通信中的关键技术。位同步信号本身的抖动、错位会直接降低通信设备的抗干扰性能,使误码率上升,甚至会使传输遭到完全破坏。尤其对于突发传输系统,快速、精确的定时同步算法是近年来研究的一个焦点。本文就是以Inmarsat GES/AES数据接收系统为背景,研究了突发通信传输模式下的全数字接收机中位同步方法,并予以实现。 本文系统地论述了位同步原理,在此基础上着重研究了位同步的系统结构、码元定时恢复算法以及衡量系统性能的各项指标,为后续工作奠定了基础。 首先根据卫星系统突发信道传输的特点分析了传统位同步方法在突发系统中的不足,接下来对Inmarsat系统的短突发R信道和长突发T信道的调制方式和帧结构做了细致的分析,并在Agilent ADS中进行了仿真。 在此基础上提出了一种充分利用报头前导比特信息的,由滑动平均、阈值判断和累加求极值组成的快速报头时钟捕获方法,此方法可快速精准地完成短突发形式下的位同步,并在FPGA上予以实现,效果良好。 在长突发形式下的报头时钟捕获后还需要对后续数据进行位同步跟踪,在跟踪过程中本论文首先用DSP Builder实现了插值环路的位同步算法,进行了Matlab仿真和FPGA实现。并在插值环路的基础上做出改进,提出了一种新的高效的基于移位算法的位同步方案并予以FPGA实现。最后将移位算法与插值算法进行了性能比较,证明该算法更适合于本项目中Inmarsat的长突发信道位同步跟踪。 论文对两个突发信道的位同步系统进行了理论研究、算法设计以及硬件实现的全过程,满足系统要求。
上传时间: 2013-04-24
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超宽带冲激雷达是一种新体制雷达,其发射信号是无高频载频,宽度仅为纳秒级的冲激脉冲。得益于这种特殊的发射信号,超宽带冲激雷达具有优异的探测性能和广泛的应用前景。自然地,对于发射机的研究,在超宽带冲激雷达研究领域有着极其重要的地位。本文在超宽带冲激雷达实验系统的基础上,对其发射机进行了深入研究,主要内容如下: 1、介绍了超宽带冲激雷达发射机,尤其是脉冲源的原理及设计。 2、分析了决定超宽带冲激雷达探测距离的因素。在此基础上寻求通过提高发射信号脉冲重复频率来增大发射机的能量输出;提出了一种提高脉冲重复频率的方法。设计了基于现场可编程门阵列的延时控制电路,对提高脉冲重复频率予以工程实现。 3、提出了超宽带冲激雷达波束扫描的实现方法:通过精密控制各发射机脉冲源触发时间,在各路发射信号之间产生一定的延时。设计了运用现场可编程门阵列实现这种控制的精密延时电路。
上传时间: 2013-08-05
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单端反激开关电源变压器设计:单端反激开关电源的变压器实质上是一个耦合电感,它要承担着储能、变压、传递能量等工作。下面对工作于连续模式和断续模式的单端反激变换器的变压器设计进行了总结。1、已知的
上传时间: 2013-04-24
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目前,数字信号处理广泛应用于通信、雷达、声纳、语音与图像处理等领域,信号处理算法理论己趋于成熟,但其具体硬件实现方法却值得探讨。FPGA是近年来广泛应用的超大规模、超高速的可编程逻辑器件,由于其具有高集成度、高速、可编程等优点,大大推动了数字系统设计的单片化、自动化,缩短了单片数字系统的设计周期、提高了设计的灵活性和可靠性,在超高速信号处理和实时测控方面有非常广泛的应用。本文对FPGA的数据采集与处理技术进行研究,基于FPGA在数据采样控制和信号处理方面的高性能和单片系统发展的新热点,把FPGA作为整个数据采集与处理系统的控制核心。主要研究内容如下: FPGA的单片系统研究。针对数据采集与处理,对FPGA进行选型,设计了基于FPGA的单片系统的结构。把整个控制系统分为三个部分:多通道采样控制模块,数据处理模块,存储控制模块。 多通道采样控制模块的设计。利用4片AD7506和一片AD7862对64路模拟量进行周期采样,分别设计了通道选择控制模块和A/D转换控制模块,并进行了仿真,完成了基于FPGA的多通道采样控制。 数据处理模块的设计。FFT算法在数字信号处理中占有重要的地位,因此本文研究了FFT的硬件实现结构,提出了用FPGA实现FFT的一种设计思想,给出了总体实现框图。分别设计了旋转因子复数乘法器,碟形运算单元,存储器,控制器,并分别进行了仿真。重点设计实现了FFT算法中的蝶形处理单元,采用了一种高效乘法器算法设计实现了蝶形处理单元中的旋转因子乘法器,从而提高了蝶形处理器的运算速度,降低了运算复杂度。理论分析和仿真结果表明,状态机控制器成功地对各个模块进行了有序、协调的控制。 存储控制模块的设计。利用闪存芯片K9K1G08UOA对采集处理后的数据进行存储,设计了FPGA与闪存的硬件连接,设计了存储控制模块。 本文对FFT算法的硬件实现进行了研究,结合单片系统的特点,把整个系统分为多通道采样控制模块,数据处理模块,存储控制模块进行设计和仿真。设计采用VHDL编写程序的源代码。仿真测试结果表明,此FPGA单片系统可完成对实时信号的高速采集与处理。
上传时间: 2013-07-06
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直接数字频率合成(DDS)技术采用全数字的合成方法,所产生的信号具有频率分辨率高、频率切换速度快、频率切换时相位连续、输出相位噪声低和可以产生任意波形等诸多优点。 在理论上对DDS的原理及其输出信号的性能进行了分析,采用FPGA实现了任意波形发生器,能够产生三角波、锯齿波、调频波、调相波、调幅波和碎发等十几种波形,并能通过串行口下载任意波形。在设计频率调制电路时采用了频率字运算单元和相位累加器相结合的结构,该方法既可实现宽带线性调频,又可实现非线性调频。完成了软件和硬件的设计和调试。对实验样机进行了测试,结果表明性能指标达到了设计要求。
上传时间: 2013-05-26
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