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纳秒时间的测量

  • 基于FPGA的双自触发脉冲激光测距关键技术研究

    激光测距技术被广泛应用于现代工业测量、航空与大地的测量、国防及通信等诸多领域。本文从已获得广泛应用的脉冲激光测距技术入手,重点分析了近年提出的自触发脉冲激光测距技术(STPLR)特别是其中的双自触发脉冲激光测距技术(BSTPLR),通过分析发现其核心部件之一就是用于测量激光脉冲飞行时间(周期)的高精度高速计数器,而目前一般的方式是采用昂贵的进口高速计数器或专用集成电路(ASIC)来完成,这使得激光测距仪在研发、系统的改造升级和自主知识产权保护等诸多方面受到制约,同时在其整体性能上特别是在集成化、小型化和高可靠性方面带来阻碍。为此,本文研究了采用现场可编程门阵列(FPGA)来实现脉冲激光测距中的高精度高速计数及其他相关功能,基本解决了以上存在的问题。 论文通过对双自触发脉冲激光测距的主要技术要求和技术指标进行分析,对其中的信号处理单元采用了FPGA+单片机的设计形式。由FPGA主控芯片(EPF10K20TC144-4)作为周期测量模块,在整个测距系统中是信号处理的核心部件,借助其用户可编程特性及很高的内部时钟频率,设计了专用于BSTPLR的高速高精度计数芯片,负责对测距信号产生电路中的时刻鉴别电路输出信号进行计数。数据处理模块则主要由单片机(AT89C51)来实现。系统可以通过键盘预置门控信号的宽度以均衡测量的精度和速度,测量结果采用7位LED数码管显示。本设计在近距离(大尺寸)范围内实验测试时基本满足设计要求。

    标签: FPGA 自触发脉冲 激光测距 关键技术

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:dapangxie

  • 基于FPGA的全数字激光测距信号处理

    激光测距是一种非接触式的测量技术,已被广泛使用于遥感、精密测量、工程建设、安全监测以及智能控制等领域。早期的激光测距系统在激光接收机中通过分立的单元电路处理激光发、收信号以测量光脉冲往返时间,使得开发成本高、电路复杂,调试困难,精度以及可靠性相对较差,体积和重量也较大,且没有与其他仪器相匹配的标准接口,上述缺陷阻碍了激光测距系统的普及应用。 本文针对激光测距信号处理系统设计了一套全数字集成方案,除激光发射、接收电路以外,将信号发生、信号采集、综合控制、数据处理和数据传输五个部分集成为一块专用集成电路。这样就不再需要DA转换和AD转换电路和滤波处理等模块,可以直接对信号进行数字信号处理。与分立的单元电路构成的激光测距信号处珲相比,可以大大降低激光测距系统的成本,缩短激光测距的研制周期。并且由于专用集成电路带有标准的RS232接口,可以直接与通信模块连接,构成激光遥测实时监控系统,通过LED实时显示测距结果。这样使得激光测距系统只需由激光器LD、接收PD和一片集成电路组成即可,提出了桥梁的位移监测技术方法,并设计出一种针对桥梁的位移监测的具有既便携、有效又经济实用的监测样机。 本文基于xil inx公司提供的开发环境(ise8.2)、和Virtex2P系列XC2VP30的开发版来设计的,提出一种基于方波的利用DCM(数字时钟管理器)检相的相位式测距方法;采用三把侧尺频率分别是30MHz、3MHz、lOkHz,对应的测尺长度分别为5米、50米和15000米,对应的精度分别为±0.02米、±0.5米和±5米。设计了一套激光测距全数字信号处理系统。为了证明本系统的准确性,另外设计了一套利用延时的方法来模拟激光光路,经过测试,证明利用DCM检相的相位式测距方法对于桥梁的位移监测是可行的,测量精度和测量结果也满足设计方案要求。

    标签: FPGA 全数字 信号处理 激光测距

    上传时间: 2013-06-12

    上传用户:fanboynet

  • 基于FPGA的MJPEG编码器

    在视频传输系统中,最大障碍是视频数据的大数据量传输。故压缩就显得尤为必要。MJPEG是以25帧每秒传输的JPEG图像。本文根据JPEG基本压缩模式,通过前端图像采集芯片输出标准的4:2:2格式的图像流,在XILINX公司的SPARTAN IIE芯片下压缩,获得了良好效果,压缩比达到10:1。中间的各个环节同MATLAB下同等压缩相比,除了精度上有点差别外,基本一致。同专用芯片相比,比专用芯片灵活得多,FPGA内部全部是可编程,烧写不同的程序便可实现不同的压缩。同DSP相比,压缩时间极大的提高,同周霖的“基于DSP技术的静态图像压缩编码”一文中编码所需的时间进行比较(DCT变换消耗4224个指令,量化Z排序耗960指令,huffman编码至少耗1400指令),假设令其采用6000系列DSP,指令周期为6ns,运算速度为1336MIPS。压缩一个8*8DCT块,采用高档的DSP,消耗39tJs,而采用27M的FPGA只需6us,若采用FPGA内部自带的DLL将时钟倍频到54M,则只需要3us.本设计同传统的压缩实现方式相比,在速度和灵活性上有了极大的提高。

    标签: MJPEG FPGA 编码器

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:TI初学者

  • 几种用于FPGA的新型有效混合布线算法

    采用现场可编程门阵列(FPGA)可以快速实现数字电路,但是用于生成FPGA编程的比特流文件的CAD工具在编制大规模电路时常常需要数小时的时间,以至于许多设计者甚至通过在给定FPGA上采用更多的资源,或者以牺牲电路速度为代价来提高编制速度。电路编制过程中大部分时间花费在布线阶段,因此有效的布线算法能极大地减少布线时间。 许多布线算法已经被开发并获得应用,其中布尔可满足性(SAT)布线算法及几何查找布线算法是当前最为流行的两种。然而它们各有缺点:基于SAT的布线算法在可扩展性上有很大缺陷;几何查找布线算法虽然具有广泛的拆线重布线能力,但当实际问题具有严格的布线约束条件时,它在布线方案的收敛方面存在很大困难。基于此,本文致力于探索一种能有效解决以上问题的新型算法,具体研究工作和结果可归纳如下。 1、在全面调查FPGA结构的最新研究动态的基础上,确定了一种FPGA布线结构模型,即一个基于SRAM的对称阵列(岛状)FPGA结构作为研究对象,该模型仅需3个适合的参数即能表示布线结构。为使所有布线算法可在相同平台上运行,选择了美国北卡罗来纳州微电子中心的20个大规模电路作为基准,并在布线前采用VPR399对每个电路都生成30个布局,从而使所有的布线算法都能够直接在这些预制电路上运行。 2、详细研究了四种几何查找布线算法,即一种基本迷宫布线算法Lee,一种基于协商的性能驱动的布线算法PathFinder,一种快速的时延驱动的布线算法VPR430和一种协商A

    标签: FPGA 布线算法

    上传时间: 2013-05-18

    上传用户:ukuk

  • 基于FPGA高分辨率短时间间隔测量

    时间间隔测量在导航定位、航空航天、通讯、电子仪器、天文、计量、电子技术等众多领域有着广泛的应用。随着这些领域技术的发展,对时间间隔测量的精度提出了更高的要求。   本文基于脉冲计数法的基础上提出了等效脉冲计数...

    标签: FPGA 高分辨率 时间间隔测量

    上传时间: 2013-05-26

    上传用户:iswlkje

  • 电子计数器测量频率

    在电子技术中,频率是最基本的参数之一,又与许多电参量的测量方案、测量结果都有十分密切的关系,因此频率的测量就显得更为重要。测量频率的方法有多种,其中电子计数器测量频率具有精度高、使用方便、测量迅速,以及便于实现测量过程自动化等优点,是频率测量的重要手段之一。在本次毕业设计中我们选择使用单片机来制作数字频率计,并在实际制作中采用了直接测频法。利用延时产生的时基门控信号来控制闸门,通过在单位时间内计数器记录下的脉冲个数计算出输入信号的频率,最终送入LCD中显示。这样制作出来的频率计不仅可以满足设计题目的参数要

    标签: 电子计数器 测量 频率

    上传时间: 2013-08-09

    上传用户:jiangfire

  • 数字钟实验电路的设计与仿真

    基于Multisim 10 软件对数字钟电路进行设计和仿真。采用555定时器产生秒时钟信号,用时钟信号驱动计数电路进行计数,将计数结果进行译码,最终在LED数码管上以数字的形式显示时、分、秒时间。

    标签: 数字 实验电路 仿真

    上传时间: 2013-10-31

    上传用户:qoovoop

  • CMOS和TTL电路探讨

    通常以为TTL门的速度高于“CMOS门电路。影响TTL门电路工作速度的主要因素是电路内部管子的开关特性、电路结构及内部的各电阻数值。电阻数值越大,作速度越低。管子的开关时间越长,门的工作速度越低。门的速度主要体现在输出波形相对于输入波形上有“传输延时”tpd。将tpd与空载功耗P的乘积称“速度-功耗积”,做为器件性能的一个重要指标,其值越小,表明器件的性能越 好(一般约为几十皮(10-12)焦耳)。与TTL门电路的情况不同,影响CMOS电路工作速度的主要因素在于电路的外部,即负载电容CL。CL是主要影响器件工作速度的原因。由CL所决定的影响CMOS门的传输延时约为几十纳秒。

    标签: CMOS TTL 电路

    上传时间: 2013-11-22

    上传用户:DE2542

  • 一阶RC电路的暂态过程

      一、实验目的   1.观察RC电路充放电过程,掌握时间常数的测量方法。   2.研究RC积分电路和微分电路的特点。   二、实验任务   1.观察记录图示电路的放电过程。求出时间常数τ。   2.设计时间常数τ为1ms的RC积分电路和微分电路,用示波器观察在脉冲信号源周期不同(与时间常数相比,即输入脉冲宽度T<<τ、T=τ、T>>τ)时的电路输出,记录输入、输出波形。

    标签: RC电路 暂态过程

    上传时间: 2013-10-25

    上传用户:baitouyu

  • 基于DS18B20的煤井多点温度测量系统研究

    关于温度的测量

    标签: 18B B20 DS 18

    上传时间: 2013-11-18

    上传用户:ch3ch2oh