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数字微波仪器

  • 基于FPGA的频率特性测试仪的研制

    频率特性测试仪(简称扫频仪)是一种测试电路频率特性的仪器,它广泛应用于无线电、电视、雷达及通信等领域,为分析和改善电路的性能提供了便利的手段。而传统的扫频仪由多个模块构成,电路复杂,体积庞大,而且在高频测量中,大量的分立元件易受温度变化和电磁干扰的影响。为此,本文提出了集成化设计的方法,针对可编程逻辑器件的特点,对硬件实现方法进行了探索。 本文对三大关键技术进行了深入研究: 第一,由扫频信号发生器的设计出发,对直接数字频率合成技术(DDS)进行了系统的理论研究,并改进了ROM压缩方法,在提高压缩比的同时,改进了DDS系统的杂散度,并且利用该方法实现了幅度和相位可调制的DDS系统-扫频信号发生器。 第二,为了提高系统时钟的工作频率,对流水线算法进行了深入的研究,并针对累加器的特点,进行了一系列的改进,使系统能在100MHz的频率下正常工作。 第三,从系统频率特性测试的理论出发,研究如何在FPGA中提高多位数学运算的速度,从而提出了一种实现多位BCD码除法运算的方法—高速串行BCD码除法;随后,又将流水线技术应用于该算法,对该方法进行改进,完成了基于流水线技术的BCD码除法运算的设计,并用此方法实现了频率特性的测试。 在研究以上理论方法的基础上,以大规模可编程逻辑器件EP1K100QC208和微处理器89C52为实现载体,提出了基于单片机和FPGA体系结构的集成化设计方案;以VerilogHDL为设计语言,实现了频率特性测试仪主要部分的设计。该频率特性测试仪完成扫频信号的输出和频率特性的测试两大主要任务,而扫频信号源和频率特性测试这两大主要模块可集成在一片可编程逻辑器件中,充分体现了可编程逻辑器件的优势。 本文首先对相关的概念理论进行了介绍,包括DDS原理、流水线技术等,进而提出了系统的总体设计方案,包括设计工具、语言和实现载体的选择,而后,简要介绍了微处理器电路和外围电路,最后,较为详细地阐述了两个主要模块的设计,并给出了实现方式。

    标签: FPGA 频率特性 测试 仪的研制

    上传时间: 2013-06-08

    上传用户:xiangwuy

  • 数字电视环境下JVM在FPGA上的实现

    本文通过对当前国际上现有的数字电视标准和数字电视中间件标准进行比较,根据我国市场的实际情况,选择了欧洲数字电视(DVB)中间件标准DVB-MHP,深入分析了基于MHP的数字电视中间件模型.Java平台是基于MHP中间件模型的核心,本文通过深入分析Java平台的构成和Java虚拟机(JVM)的结构和运行原理,并结合适合嵌入式环境的KVM的原理及体系结构,提出了将KVM以FPGA的硬件方式实现的方案.根据数字电视的实际需要对KVM进行适当剪裁,以适应数字电视的嵌入式环境,并设计了相应的功能模块,最后在设计基础上用VHDL加以实现,对于核心模块做了仿真和验证.此外,本文还综述了EDA技术和FPGA器件的发展概况,并较为详细的介绍利用EDA技术进行设计开发的一般流程,最后在FPGA上实现JVM.

    标签: FPGA JVM 数字电视 环境

    上传时间: 2013-07-02

    上传用户:dba1592201

  • 基于FPGA的数字化调频DDS系统设计

    频率合成技术广泛应用于通信、航空航天、仪器仪表等领域。目前,常用的频率合成技术有直接式频率合成,锁相频率合成和直接数字频率合成(DDS)。本次设计是利用FPGA完成一个DDS系统并利用该系统实现模拟信号的数字化调频。 DDS是把一系列数字量形式的信号通过D/A转换形成模拟量形式的信号的合成技术。主要是利用高速存储器作查寻表,然后通过高速D/A转换器产生已经用数字形式存入的正弦波(或其他任意波形)。一个典型的DDS系统应包括:相位累加器,可在时钟的控制下完成相位的累加;相位码—幅度码转换电路,一般由ROM实现;DA转换电路,将数字形式的幅度码转换成模拟信号。DDS系统可以很方便地获得频率分辨率很精细且相位连续的信号,也可以通过改变相位字改变信号的相位,因此也广泛用于数字调频和调相。本次数字化调频的基本思想是利用AD转换电路将模拟信号转换成数字信号,同时用该数字信号与一个固定的频率字累加,形成一个受模拟信号幅度控制的频率字,从而获得一个频率受模拟信号的幅度控制的正弦波,即实现了调频。该DDS数字化调频方案的硬件系统是以FPGA为核心实现的。使用Altera公司的ACEX1K系列FPGA,整个系统由VHDL语言编程,开发软件为MAX+PLUSⅡ。经过实际测试,该系统在频率较低时与理论值完全符合,但在高频时,受器件速度的限制,波形有较大的失真。

    标签: FPGA DDS 数字化 调频

    上传时间: 2013-06-14

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  • FPGA技术在全数字化超声诊断仪中的应用研究

    数字超声诊断设备在临床诊断中应用十分广泛,研制全数字化的医疗仪器已成为趋势。尽管很多超声成像仪器设计制造中使用了数字化技术,但是我们可以说现代VLSI 和EDA 技术在其中并没有得到充分有效的应用。随着现代电子信息技术的发展,PLD 在很多与B 型超声成像或多普勒超声成像有关的领域都得到了较好的应用,例如数字通信和相控雷达领域。 在研究现代超声成像原理的基础上,我们首先介绍了常见的数字超声成像仪器的基本结构和模块功能,同时也介绍了现代FPGA 和EDA 技术。随后我们详细分析讨论了B 超中,全数字化波束合成器的关键技术和实现手段。我们设计实现了片内高速异步FIFO 以降低采样率,仿真结果表明资源使用合理且访问时间很小。正交检波方法既能给出灰度超声成像所需要的回波的幅值信息,也能给出多普勒超声成像所需要的回波的相移信息。我们设计实现了基于直接数字频率合成原理的数控振荡器,能够给出一对幅值和相位较平衡的正交信号,且在FPGA 片内实现方案简单廉价。数控振荡器输出波形的频率可动态控制且精度较高,对于随着超声在人体组织深度上的穿透衰减,导致回波中心频率下移的声学物理现象,可视作将回波接收机的中心频率同步动态变化进行补偿。 还设计实现了B 型数字超声诊断仪前端发射波束聚焦和扫描控制子系统。在单片FPGA 芯片内部设计实现了聚焦延时、脉宽和重复频率可动态控制的发射驱动脉冲产生器、线扫控制、探头激励控制、功能码存储等功能模块,功能仿真和时序分析结果表明该子系统为设计实现高速度、高精度、高集成度的全数字化超声诊断设备打下了良好的基础,将加快其研发和制造进程,为生物医学电子、医疗设备和超声诊断等方面带来新思路。

    标签: FPGA 全数字 中的应用 超声诊断仪

    上传时间: 2013-06-18

    上传用户:hfmm633

  • 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: 2013-07-13

    上传用户:皇族传媒

  • 基于FPGA实现高速专用数字下变频器

    本论文首先描述了数字下变频基本理论和结构,对完成各级数字信号处理所涉及到的CORDIC、CIC、HB、DA、重采样等关键算法做了适当介绍;然后根据这些算法提出了基于FPGA实现的结构并进一步给出了性能分析;并且从数字下变频的系统层次上考虑了各模块彼此间的性能制约,从而选择合理配置、优化系统结构以获得模块间的性能均衡和系统性能的最优化;最后给出了FPGA实现的数字下变频器在测试中产生的波形和频谱,作了测试结果分析.

    标签: FPGA 数字下变频

    上传时间: 2013-05-25

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  • 基于FPGA的数字相位计的研究与实现

    本文结合工程需要详细论述了一种数字相位计的实现方法,该方法是基于FPGA(现场可编程门阵列)芯片运用FFT(快速傅立叶变换)算法完成的。首先,从相位测量的原理出发,分析了传统相位计的缺点,给出了一种高可靠性的相位检测实用算法,其算法核心是对采集信号进行FFT变换,通过频谱分析,实现对参考信号和测量信号初相位的检测,并同时阐述了FPGA在实现数字相位计核心FFT算法中的优势。在优化的硬件结构中,利用多个乘法器并行运算的方式加快了蝶形运算单元的运算速度;内置双端口RAM、旋转因子ROM使数据存储的速度得到提高;采用了流水线的工作方式使数据的存储、运算在时间上达到匹配。整个设计采用VHDL(超高速硬件描述语言)语言作为系统内部硬件结构的描述手段,在Altera的QuartusⅡ软件支持下完成。仿真结果表明,基于FPGA实现的FFT算法无论在速度和精度上都满足了相位测量的需要,其运算64点数据仅需27.5us,最大误差在1%之内。

    标签: FPGA 数字 相位计

    上传时间: 2013-06-04

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  • 数字相关器解调系统设计与FPGA实现

    数字相关器是无线数字接收机的重要组成部分,它主要用于对中频数字化后的信号进行解调和同步,从而恢复出原始的基带数据.本文的重点是如何高效的实现无线通信接收系统中数字中频部分,主要研究如何对MSK信号进行正确、有效、实时的解调,其内容包括1.MSK信号简介及分析,研究其特征,以便有效的对其解调.2.对解调技术中涉及的重点模块,比如NCO、CORDIC算法等做了理论上的介绍与分析.3.MSK信号的数字解调技术,比较了各种解调技术,主要是正交解调和差分解调,分析了它们的优势和劣势,并进行了仿真验证.4.在FPGA中实现了数字中频系统的各个关键模块.5.最终的解调模块在实际的PCB基板上调试通过,并应用在实际产品中.

    标签: FPGA 数字相关器 解调 系统设计

    上传时间: 2013-06-21

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  • 微波功率放大器的线性化技术研究

    微波功率放大器的线性化技术研究,可以供你进行参考!

    标签: 微波功率放大器 线性 技术研究

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:宋桃子

  • 实用数字电路

    通用的数字电路图集,实用性强,无需大的修改,拿来就能用

    标签: 数字电路

    上传时间: 2013-08-06

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