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脉宽<b>调制技术</b>

  • 基于FPGA的高频数字DCDC变换器研究

    在传统的电力电子电路中,DC/DC变换器通常采用模拟电路实现电压或电流的控制。数字控制与模拟控制相比,有着显著的优点,数字控制可以实现复杂的控制策略,同时大大提高系统的可靠性和灵活性,并易于实现系统的智能化。但目前数字控制基本上限于电力传动领域,DC/DC变换器由于其开关频率较高,一般其外围功能由DSP或微处理器完成,而控制的核心,如PWM发生等大多采用专用控制芯片实现。FPGA由于其快速性、灵活性及保密性等优点,近年来在数字控制领域受到越来越多的关注。基于FPGA的DC/DC变换器是电力电子领域重要的研究方向之一。本文研究了同步Buck变换器的建模、设计及仿真,采用Xinlix的VIRTEX-Ⅱ PRO FPGA开发板实现了Buck变换器的全数字控制。 论文首先从Buck变换器的理论分析入手,根据它的物理特性,研究了该变换器的状态空间平均模型和小信号分析。为了获得高性能的开关电源,提出并分析了混杂模型设计方案,然后进行了控制器设计。并采用MATLAB/SIMULINK建立了同步Buck电路的仿真模型,并进行仿真研究。浮点仿真的运算精度与溢出问题,影响了仿真的精度。为了克服这些不足,作者采用了定点仿真方法,得到了满意的仿真结果。论文还着重论述了开关电源的数字控制器部分,数字控制器一般由三个主要功能模块组成:模数转换器、数字脉宽调制器(Digital PulseWidth Modulation:DPWM)和数字补偿器。文中重点研究了DPWM和数字补偿器,阐述了目前高频数字控制变换器中存在的主要问题,特别是高频状态下DPWM分辨率较低,影响控制精度,甚至引起极限环(Limit Cycling)现象,对DPWM分辨率的提高与系统硬件工作频率之间的矛盾、DPWM分辨率与A/D分辨率之间的关系等问题作了全面深入的分析。论文提出了一种新的提高DPWM分辨率的方法,该方法在不提高系统硬件频率的前提下,采用软件使DPWM的分辨率大大提高。作者还设计了两种数字补偿器,并进行了分析比较,选择了合适的补偿算法,达到了改善系统性能的目的。 设计完成后,作者使用ISE 9.1i软件进行了FPGA实现的前、后仿真,验证了所提出理论及控制算法的正确性。作者完成了Buck电路的硬件制作及基于FPGA的软件设计,采用32MHz的硬件晶振实现了11-bit的DPWM分辨率,开关频率达到1MHz,得到了满意的系统性能,论文最后给出了仿真和实验结果。

    标签: FPGA DCDC 高频 数字

    上传时间: 2013-07-23

    上传用户:kristycreasy

  • 基于FPGA的OFDM调制解调器的设计与实现

    正交频分复用(OFDM)技术是一种多载波数字调制技术,具有频谱利用率高、抗多径干扰能力强、成本低等特点,适合无线通信的高速化、宽带化及移动化的需求,将成为下一代无线通信系统(4G)的核心调制传输技术。 本文首先描述了OFDM技术的基本原理。对OFDM的调制解调以及其中涉及的特性和关键技术等做了理论上的分析,指出了OFDM区别于其他调制技术的巨大优势;然后针对OFDM中的信道估计技术,深入分析了基于FFT级联的信道估计理论和基于联合最大似然函数的半盲分组估计理论,在此基础上详细研究描述了用于OFDM系统的迭代的最大似然估计算法,并利用Matlab做了相应的仿真比较,验证了它们的有效性。 而后,在Matlab中应用Simulink工具构建OFDM系统仿真平台。在此平台上,对OFDM系统在多径衰落、高斯白噪声等多种不同的模型参数下进行了仿真,并给出了数据曲线,通过分析结果可正确评价OFDM系统在多个方面的性能。 在综合了OFDM的系统架构和仿真分析之后,设计并实现了基于FPGA的OFDM调制解调系统。首先根据802.16协议和OFDM系统的具体要求,设定了合理的参数;然后从调制器和解调器的具体组成模块入手,对串/并转换,QPSK映射,过采样处理,插入导频,添加循环前缀,IFFT/FFT,帧同步检测等各个模块进行硬件设计,详细介绍了各个模块的设计和实现过程,并给出了相应的仿真波形和参数说明。其中,针对定点运算的局限性,为系统设计并自定义了24位的浮点运算格式,参与傅立叶反变换和傅立叶变换的运算,在系统参数允许的范围内,充分利用了有限资源,提高了系统运算精度;然后重点描述了基于FPGA的快速傅立叶变换算法的改进、优化和设计实现,针对原始快速傅立叶变换FPGA实现算法运算空闲时间过多,资源占用较大的问题,提出了带有流水作业功能、资源占用较少的快速傅立叶变换优化算法设计方案,使之运用于OFDM基带处理系统当中并加以实现,结果满足系统参数的需求。最后以理论分析为依据,对整个OFDM的基带处理系统进行了系统调试与性能分析,证明了设计的可行性。 综上所述,本文完成了一个基于FPGA的OFDM基带处理系统的设计、仿真和实现。本设计为OFDM通信系统的进一步改进提供了大量有用的数据。

    标签: FPGA OFDM 调制解调器

    上传时间: 2013-04-24

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  • 基于FPGA的OQPSK调制解调器

    偏移正交相移键控(OQPSK:Offset Quadrature Phase Shift Keying)调制技术是一种恒包络调制技术,具有频谱利用率高、频谱特性好等特点,广泛应用于卫星通信和移动通信领域。 论文以某型侦收设备中OQPSK解调器的全数字化为研究背景,设计并实现了基于FPGA的全数字OQPSK调制解调器,其中调制器主要用于仿真未知信号,作为测试信号源。论文研究了全数字OQPSK调制解调的基本算法,包括成形滤波器、NCO模型、载波恢复、定时恢复等;完成了整个调制解调算法的MATLAB仿真。在此基础上,采用VHDL硬件描述语言在Xilinx公司ISE7.1开发环境下设计并实现了各个算法模块,并在硬件平台上加以实现。通过实际现场测试,实现了对所侦收信号的正确解调。论文还实现了解调器的百兆以太网接口,使得系统可以方便地将解调数据发送给计算机进行后续处理。

    标签: OQPSK FPGA 调制解调器

    上传时间: 2013-05-19

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  • 基于FPGA的短波数字信号调制解调

    在卫星通信、移动通信技术快速发展的今天,短波这一最古老和传统的通信方式不仅没有被淘汰,还在快速发展。其通信距离远、设备简单以及移动方便等优点被广泛应用于无线通信领域。 数字调制技术作为通信领域中极为重要的一个方面,也得到了迅速发展。全数字调制解调技术的使用使各类现代调制解调技术融合一体,目前国内多速率/多制式调制解调大多基于通用.DSP实现,支持的速率比较低。由于运算量大和硬件参数的限制,采用通用DSP无法胜任高速率调制解调的任务。现代FPGA可以提供支持以低系统丌销、低成本实现高速乘.累加超前进位链的DSP算法。本文采用理论与实践相结合的方式研究基于FPGA技术来实现短波数字信号的调制解调。通过对具体的FPGA系统设计与调试,将理论应用到实际中。 本文通过具体的EPlC60240C8芯片作为处理器的FPGA实验板,研究了短波数字信号调制解调的设计与丌发过程。分析了现代通信的各种调制方式.误码率。得出了不同的调制方式的优劣性。最后重点提出了QPSK的调制解调方法。给出了Qf'SK的调制解调框图、QPSK的SystemView系统仿真、VHDL程序进行调制解调,在OUARTUS上进行仿真。然后设计AD/DA输入输出电路,对短波数字信号进行调制解调。通过设计的AD/DA电路输入短波数字信号进行调制解调,然后输出原始的模拟信号。文中还对比了其他的调制解调方式,通过对比,发现不同的调制解调方式对短波信号的影响。最后,通过比较FPGA与DSP在处理高速率、大容量的数字信号,得出不同的结论。展示了FPGA在这方面的优越性。

    标签: FPGA 短波 数字信号 调制解调

    上传时间: 2013-06-05

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  • 连续相位调制研究及其解调算法

    本文主要研究了近年来发展很快的一种高效的调制技术——连续相位调制(CPM)。与其它调制技术相比,它具有较高的带宽和功率利用率,这也令它在通信资源日益紧张的今天得到了越来越多的关注。CPM信号包含大量的信号形式,它们的共同特点是信号包络恒定、相位连续,尤其适合于无线通信。 本文首先介绍了CPM信号的一般表达式及其功率谱密度公式,在此基础上对CPM信号特性做了分析研究,并对其功率谱密度进行了计算机仿真,分析得出了CPM信号各调制参数的取值对其谱特性的影响;然后对CPM信号的各种解调方法进行了深入研究,对不同方法的解调性能作了仿真,通过比较分析得出解调性能、调制参数与系统实现复杂度之间相互制约的关系;最后,在前面分析研究的基础上,完成了一个实际通信系统中信号检测算法的。FPGA实现。

    标签: 相位调制 解调算法

    上传时间: 2013-05-29

    上传用户:baiom

  • 网格编码调制技术的FPGA实现

    在传统的数字传输系统中,纠错编码与调制是各自独立设计并实现的,译码与解调也是如此。80年代初,Ungerboeck根据调制解调与纠错编码的特点,提出了一种新的思想,称作网格编码调制,记为TCM。它是将调制解调与纠错编码当成一个整体来设计。它的中心思想是:采用编码方法将信号空间做最佳分割,使已调信号矢量端点间有最大的距离。这样就可以在相同发射功率、相同有效性的条件下提高信息传输的可靠性,特别适用于频带受限和功率受限信道。它在卫星通信和移动通信中的应用又使它成为研究热点。 本文介绍了TCM编码调制的基本原理,在此基础上提出了一种新的TCM编码的方法;介绍了卷积码Viterbi译码的基本原理和步骤,在此基础上分析了TCM的Viterbi译码的特点;研究了TCM在高斯白噪声条件下的误码性能及其编码增益,并在MATLAB上仿真来进行验证;介绍了数字逻辑设计的基本方法和流程,在此基础上介绍了基于FPGA的TCM系统的各个模块。

    标签: FPGA 网格编码 调制技术

    上传时间: 2013-07-26

    上传用户:13913148949

  • 数字音频广播中OFDM调制的研究与实现

    正交频分复用(OFDM)是一种无线环境下的高速传输技术,它使用一系列低速子载波并行传输数据,具有抗多径干扰的能力、能以很高的频谱利用率实现高速数据传输等优点。数字音频广播(DAB)系统中采用OFDM调制技术。 本文首先概述了OF'DM的基本原理和实现方法,分析了DAB中不同模式下OFDM调制的参数和特点。实现OFDM的核心技术是快速傅立叶变换(FFT)。本文在分析研究了多种FFT算法的基础上选择了最适合FPGA实现的,满足DAB系统中OFDM调制要求的FFT算法,即将2048点FFT分解为基-4和基-2混合基算法。 本文研究重点是使用FPGA实现2048点复数FFT处理器。2048点FFT由五级基-4运算和一级基-2运算组成。针对这一算法以及FPGA特点,进行系统结构设计、各个模块设计、FPGA实现和测试。一个基-4和基-2复用的蝶形运算模块是整个FFT处理器的核心部分。此外系统还包括:系统控制模块,地址产生模块,RAM和ROM。本文特别针对2048点按频率抽取基-4/2顺序处理的FFT处理器提出了一种巧妙的数据地址和旋转因子地址生成的方法。 仿真和验证表明,运算的结果可以达到一定的精度要求,运算速度满足系统要求,说明该OFDM调制器的设计是可行的,可以应用于DAB系统中

    标签: OFDM 数字音频广播 调制

    上传时间: 2013-06-05

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  • 基于QPSK调制的扩频系统的FPGA实现

    QPSK是一种线性窄带数字调制技术,具有频谱利用率高、频谱特性好、抗衰落性能强和可用非相干解调等特点。扩频通信是从军事通信中发展起来的一种高性能通信技术,具有抗干扰、抗多径能力强和保密性好等优点,在移动通信和卫星通信中得到广泛应用。所以将QPSK技术应用亍扩频通信具有重要的工程意义。 本文对QPSK调制的扩频系统的FPGA实现进行了研究。本文介绍了扩频通信的原理及发展现状,并对QPSK调制的原理进行了详细阐述。本文设计的扩频通信系统主要包括串并/并串转换、差分编/解码、DDS、扩频/解扩、QPSK调制/解调等模块,基于Altera公司的Quartus Ⅱ 4.1开发平台对以上各模块进行了设计和时序仿真.仿真结果证明:该系统能正确工作,完成了预定的目标。 本文设计的基于FPGA的扩频通信系统具有集成度高、可软件升级等优点,这为设计更高集成度和灵活性的通信系统提供了基础。

    标签: QPSK FPGA 调制 扩频系统

    上传时间: 2013-06-19

    上传用户:zzy7826

  • 基于FPGA感应电机控制器

    感应电机由于具有可靠性好、结构简单、价格低廉和体积小等优点,成为生产实践中应用最广泛的一种电动机。然而,感应电机是一个多变量、强耦合、非线性的时变系统,这使得感应电机的控制十分复杂,尤其是在对控制精度要求比较高的场合,设计出高精度的感应电机控制系统变得非常困难。 针对高精度感应电机控制较困难的问题,本文分析了感应电机的数学建模方法及电机控制策略问题。在对感应电机的数学模型进行了数学推导的基础上,在Matlab/Simulink平台上建立了感应电机的电机模型,提出了一种感应电机控制系统仿真建模的新方法。对常用的数字脉宽调制方法进行了数学推导及仿真研究,并将模糊控制理论应用于感应电机的变频调速系统中,改善了传统PI控制器超调较大、响应较慢、鲁棒性差的缺点。仿真结果验证模糊PI控制方案的优越性。 在感应电机建模仿真的基础上,根据高精度感应电机控制器的需求及FPGA的特点,本文提出感应电机控制器的的设计方案。按照FPGA模块化设计思想,将整个系统进行了合理的划分,对SVPWM、Park变换、模糊PI控制器、反馈速度测量等重要模块的FPGA硬件实现算法进行了深入的研究。并在一些模块算法的设计上提出了自己的思路。各模块在Modelsim平台上完成功能仿真后并下载到Spartan-3E开发板上完成硬件验证。

    标签: FPGA 感应电机 控制器

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:tdyoung

  • 基于FPGA的16QAM调制解调系统的研究

    传统的频率调制和相位调制两种数字调制方式都存在频谱利用率低、抗多径衰落能力差、功率谱衰减慢、带外辐射严重等不足。正交振幅调制(QAM)是一种相位和振幅联合控制的数字调制技术,它不仅可以得到更高的频谱效率,而且可...

    标签: FPGA QAM 16 调制解调

    上传时间: 2013-04-24

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