数据采集系统是信号与信息处理系统中不可缺少的重要组成部分，同时也是软件无线电系统中的核心模块，在现代雷达系统以及无线基站系统中的应用越来越广泛。为了能够满足目前对软件无线电接收机自适应性及灵活性的要求，并充分体现在高性能FPGA平台上设计SOC系统的思路，本文提出了由高速高精度A/D转换芯片、高性能FPGA、PCI总线接口、DB25并行接口组成的高速数据采集系统设计方案及实现方法。其中FPGA作为本系统的控制核心和传输桥梁，发挥了极其重要的作用。通过FPGA不仅完成了系统中全部数字电路部分的设计，并且使系统具有了较高的可适应性、可扩展性和可调试性。 在时序数字逻辑设计上，充分利用FPGA中丰富的时序资源，如锁相环PLL、触发器，缓冲器FIFO、计数器等，能够方便的完成对系统输入输出时钟的精确控制以及根据系统需要对各处时序延时进行修正。 在存储器设计上，采用FPGA片内存储器。可根据系统需要随时进行设置，并且能够方便的完成数据格式的合并、拆分以及数据传输率的调整。 在传输接口设计上，采用并行接口和PCI总线接口的两种数据传输模式。通过FPGA中的宏功能模块和IP资源实现了对这两种接口的逻辑控制，可使系统方便的在两种传输模式下进行切换。 在系统工作过程控制上，通过VB程序编写了应用于PC端的上层控制软件。并通过并行接口实现了PC和FPGA之间的交互，从而能够方便的在PC机上完成对系统工作过程的控制和工作模式的选择。 在系统调试方面，充分利用QuartuslI软件中自带的嵌入式逻辑分析仪SignalTaplI，实时准确的验证了在系统整个传输过程中数据的正确性和时序性，并极大的降低了用常规仪器观测FPGA中众多待测引脚的难度。 本文第四章针对FPGA中各功能模块的逻辑设计进行了详细分析，并对每个模块都给出了精确的仿真结果。同时，文中还在其它章节详细介绍了系统的硬件电路设计、并行接口设计、PCI接口设计、PC端控制软件设计以及用于调试过程中的SignalTapⅡ嵌入式逻辑分析仪的使用方法，并且也对系统的仿真结果和测试结果给出了分析及讨论。最后还附上了系统的PCB版图、FPGA逻辑设计图、实物图及注释详细的相关源程序清单。
上传时间： 2013-06-09
上传用户：lh25584
本文将高效数字调制方式QAM和软件无线电技术相结合，在大规模可编程逻辑器件FPGA上对16QAM算法实现。在当今频谱资源日趋紧缺的情况下有很大现实意义。 论文对16QAM软件实现的基础理论，带通采样理论、变速率数字信号处理相关抽取内插技术做了推导和分析；深入研究了软件无线电核心技术数字下变频原理和其实现结构；对CIC、半带等高效数字滤波器原理结构和性能作了研究；16QAM调制和解调系统设计采用自项向下设计思想；采用硬件描述语言VerilogHDL在EDA工具QuartusII环境下实现代码输入；对系统调试采用了算法仿真和在系统实测调试相结合方法。 论文首先对16QAM调制解调算法进行系统级仿真，并对实现的各模块的可行性仿真验证，在此基础上，完成了调制端16QAM信号的时钟分频模块、串并转换模块、星座映射、8倍零值内插、低通滤波以及FPGA和AD9857接口等模块；解调器主要完成带通采样、16倍CIC抽取滤波，升余弦滚降滤波，以及16QAM解码等模块，实现了16QAM调制器；给出了中频信号时域测试波形和频谱图。本系统在200KHz带宽下实现了512Kbps的高速数据数率传输。论文还对增强型数字锁相环EPLL的实现结构进行了研究和性能分析。
上传时间： 2013-07-29
上传用户：hwl453472107
基于高速数字信号处理器(DSP) 和大规模现场可编程门阵列( FPGA) ,成功地研制了小型\\r\\n化、低功耗的实时视频采集、处理和显示平台. 其中的DSP 负责图像处理,其外围的全部数字逻辑功能都集成在一片FPGA 内,包括高速视频流FIFO、同步时序产生与控制、接口逻辑转换和对视频编/ 解码器进行设置的I2 C 控制核等. 通过增大FIFO 位宽、提高传输带宽,降低了占用EMIF 总线的时间 利用数字延迟锁相环逻辑,提高了显示接口时序控制精度. 系统软件由驱动层、管理层和应用层组成,使得硬件管理与
上传时间： 2013-08-08
上传用户：PresidentHuang
采用锁相环技术设计了一种稳定、低噪声的C波段频率源。建立了锁相环的相位噪声模型并分析影响相位噪声的因素，进行了锁相环低通滤波器的设计。利用软件对环路的稳定性和相位噪声进行仿真，相位裕度在45°以上，环路工作稳定，且具有较好的相位噪声特性
上传时间： 2014-12-23
上传用户：吾学吾舞
产品概要： 3GHz射频信号源模块GR6710是软件程控的虚拟仪器模块，可以通过测控软件产生9kHz到3GHz的射频信号源和AM/FM/CW调制输出，具有CPCI、PXI、SPI、RS232、RS485和自定义IO接口。 产品描述： 3GHz射频信号源模块GR6710是软件程控的虚拟仪器模块，可以通过测控软件产生9kHz到3GHz的射频信号源和AM/FM/CW调制输出，还可以通过IQ选件实现其它任意调制输出。GR6710既可程控发生点频信号和扫频信号，也支持内部调制和外部调制。GR6710可安装于3U/6U背板上工作，也可以独立供电工作，使用灵活。该模块可用于通信测试、校准信号源。 技术指标 频率特性 频率范围：9kHz～3GHz，500KHz以下指标不保证 频率分辨率：3Hz，1Hz（载频<10MHz时） 频率稳定度：晶振保证 电平特性 电平范围：-110dBm～+10dBm 电平分辨率：0.5dB 电平准确度：≤±2.5dB@POWER<-90dBm，≤±1.5dB@POWER>-90dBm 输出关断功能 频谱纯度 谐波：9KHz～200MHz≥20dBc，200MHz～3GHz≥30dBc 非谐波：≤80dBc典型值（偏移10kHz，载频<1GHz），≥68dBc（偏移10kHz，其它载频）， 锁相环小数分频杂散≥64dBc（偏移10kHz） SSB相噪： ≤-98dBc/Hz 偏移20kHz（500MHz） ≤-102dBc/Hz 偏移20kHz（1GHz） ≤-90dBc/Hz 偏移20kHz（>1GHz） 调制输出：调幅AM、调频FM、脉冲CW，其它调制输出可以通过IQ选件实现 调制源：内、外 参考时钟输入和输出：10MHz，14dBm 控制接口：CPCI、PXI、SPI、RS232、RS485、自定义GPIO 射频和时钟连接器：SMA-K 电源接口：背板供电、独立供电 可选 电源及其功耗：+5V DC、±12V DC（纹波≤2%输出电压），≤38W 结构尺寸：3U高度4槽宽度（100mm×160mm×82mm，不含连接器部分） 工作环境：商业级温度和工业级温度 可选，振动、冲击、可靠性、MTBF 测控软件功能：射频信号发生、调制信号输出、跳频/扫频信号发生、支持WindowsXP系统 成功案例: 通信综测仪器内部的信号源模块 无线电监测设备内部的信号校准模块 无线电通信测试仪器的调制信号发生
上传时间： 2013-11-13
上传用户：s363994250
利用锁相环(PLL)和YTO相结合,设计出一种频率合成器。实现了3～7 GHz的频率覆盖和低于0.2 Hz的频率分辨率。全频段相噪均在-108 dBc/Hz@10 kHz以下,具有较高的实用价值。
上传时间： 2013-10-31
上传用户：258彼岸
摘要: 介绍了时钟分相技术并讨论了时钟分相技术在高速数字电路设计中的作用。 关键词: 时钟分相技术; 应用 中图分类号: TN 79 文献标识码:A 文章编号: 025820934 (2000) 0620437203 时钟是高速数字电路设计的关键技术之一, 系统时钟的性能好坏, 直接影响了整个电路的 性能。尤其现代电子系统对性能的越来越高的要求, 迫使我们集中更多的注意力在更高频率、 更高精度的时钟设计上面。但随着系统时钟频率的升高。我们的系统设计将面临一系列的问 题。 1) 时钟的快速电平切换将给电路带来的串扰(Crosstalk) 和其他的噪声。 2) 高速的时钟对电路板的设计提出了更高的要求: 我们应引入传输线(T ransm ission L ine) 模型, 并在信号的匹配上有更多的考虑。 3) 在系统时钟高于100MHz 的情况下, 应使用高速芯片来达到所需的速度, 如ECL 芯 片, 但这种芯片一般功耗很大, 再加上匹配电阻增加的功耗, 使整个系统所需要的电流增大, 发 热量增多, 对系统的稳定性和集成度有不利的影响。 4) 高频时钟相应的电磁辐射(EM I) 比较严重。 所以在高速数字系统设计中对高频时钟信号的处理应格外慎重, 尽量减少电路中高频信 号的成分, 这里介绍一种很好的解决方法, 即利用时钟分相技术, 以低频的时钟实现高频的处 理。 1 时钟分相技术 我们知道, 时钟信号的一个周期按相位来分, 可以分为360°。所谓时钟分相技术, 就是把 时钟周期的多个相位都加以利用, 以达到更高的时间分辨。在通常的设计中, 我们只用到时钟 的上升沿(0 相位) , 如果把时钟的下降沿(180°相位) 也加以利用, 系统的时间分辨能力就可以 提高一倍(如图1a 所示)。同理, 将时钟分为4 个相位(0°、90°、180°和270°) , 系统的时间分辨就 可以提高为原来的4 倍(如图1b 所示)。 以前也有人尝试过用专门的延迟线或逻辑门延时来达到时钟分相的目的。用这种方法产生的相位差不够准确, 而且引起的时间偏移(Skew ) 和抖动 (J itters) 比较大, 无法实现高精度的时间分辨。 近年来半导体技术的发展, 使高质量的分相功能在一 片芯片内实现成为可能, 如AMCC 公司的S4405, CY2 PRESS 公司的CY9901 和CY9911, 都是性能优异的时钟 芯片。这些芯片的出现, 大大促进了时钟分相技术在实际电 路中的应用。我们在这方面作了一些尝试性的工作: 要获得 良好的时间性能, 必须确保分相时钟的Skew 和J itters 都 比较小。因此在我们的设计中, 通常用一个低频、高精度的 晶体作为时钟源, 将这个低频时钟通过一个锁相环(PLL ) , 获得一个较高频率的、比较纯净的时钟, 对这个时钟进行分相, 就可获得高稳定、低抖动的分 相时钟。 这部分电路在实际运用中获得了很好的效果。下面以应用的实例加以说明。2 应用实例 2. 1 应用在接入网中 在通讯系统中, 由于要减少传输 上的硬件开销, 一般以串行模式传输 图3 时钟分为4 个相位 数据, 与其同步的时钟信号并不传输。 但本地接收到数据时, 为了准确地获取 数据, 必须得到数据时钟, 即要获取与数 据同步的时钟信号。在接入网中, 数据传 输的结构如图2 所示。 数据以68MBös 的速率传输, 即每 个bit 占有14. 7ns 的宽度, 在每个数据 帧的开头有一个用于同步检测的头部信息。我们要找到与它同步性好的时钟信号, 一般时间 分辨应该达到1ö4 的时钟周期。即14. 7ö 4≈ 3. 7ns, 这就是说, 系统时钟频率应在300MHz 以 上, 在这种频率下, 我们必须使用ECL inp s 芯片(ECL inp s 是ECL 芯片系列中速度最快的, 其 典型门延迟为340p s) , 如前所述, 这样对整个系统设计带来很多的困扰。 我们在这里使用锁相环和时钟分相技术, 将一个16MHz 晶振作为时钟源, 经过锁相环 89429 升频得到68MHz 的时钟, 再经过分相芯片AMCCS4405 分成4 个相位, 如图3 所示。 我们只要从4 个相位的68MHz 时钟中选择出与数据同步性最好的一个。选择的依据是: 在每个数据帧的头部(HEAD) 都有一个8bit 的KWD (KeyWord) (如图1 所示) , 我们分别用 这4 个相位的时钟去锁存数据, 如果经某个时钟锁存后的数据在这个指定位置最先检测出这 个KWD, 就认为下一相位的时钟与数据的同步性最好(相关)。 根据这个判别原理, 我们设计了图4 所示的时钟分相选择电路。 在板上通过锁相环89429 和分相芯片S4405 获得我们所要的68MHz 4 相时钟: 用这4 个 时钟分别将输入数据进行移位, 将移位的数据与KWD 作比较, 若至少有7bit 符合, 则认为检 出了KWD。将4 路相关器的结果经过优先判选控制逻辑, 即可输出同步性最好的时钟。这里, 我们运用AMCC 公司生产的 S4405 芯片, 对68MHz 的时钟进行了4 分 相, 成功地实现了同步时钟的获取, 这部分 电路目前已实际地应用在某通讯系统的接 入网中。 2. 2 高速数据采集系统中的应用 高速、高精度的模拟- 数字变换 (ADC) 一直是高速数据采集系统的关键部 分。高速的ADC 价格昂贵, 而且系统设计 难度很高。以前就有人考虑使用多个低速 图5 分相技术应用于采集系统 ADC 和时钟分相, 用以替代高速的ADC, 但由 于时钟分相电路产生的相位不准确, 时钟的 J itters 和Skew 比较大(如前述) , 容易产生较 大的孔径晃动(Aperture J itters) , 无法达到很 好的时间分辨。 现在使用时钟分相芯片, 我们可以把分相 技术应用在高速数据采集系统中: 以4 分相后 图6 分相技术提高系统的数据采集率 的80MHz 采样时钟分别作为ADC 的 转换时钟, 对模拟信号进行采样, 如图5 所示。 在每一采集通道中, 输入信号经过 缓冲、调理, 送入ADC 进行模数转换, 采集到的数据写入存储器(M EM )。各个 采集通道采集的是同一信号, 不过采样 点依次相差90°相位。通过存储器中的数 据重组, 可以使系统时钟为80MHz 的采 集系统达到320MHz 数据采集率(如图6 所示)。 3 总结 灵活地运用时钟分相技术, 可以有效地用低频时钟实现相当于高频时钟的时间性能, 并 避免了高速数字电路设计中一些问题, 降低了系统设计的难度。
上传时间： 2013-12-17
上传用户：xg262122
为了检测四相输电系统中的谐波藕光功电流，在迸一步完善FBD法定义的基础上，提出了一种基于FBD法的四相输电系统电流检测方法。该方法利用锁相环产生参考电压，
上传时间： 2013-12-15
上传用户：会稽剑客
目前的有源电力滤波器通常是采用基于瞬时无功功率理论的谐波电流检测方法。其中的ip-iq算法需要用到与电网电压同步的正余弦信号，即与电网电压同频同相的标准正余弦信号。该信号的获取可以采用锁相环加正余弦函数发生器的方法，也可采用软件查表的方法。本设计采用全硬件电路完成，即通过锁相环加正弦函数发生器的方法，可自动实时跟踪电网电压的频率和相位，不占用微处理器的软、硬件资源，大大降低了谐波检测算法编程的复杂度。
上传时间： 2013-10-22
上传用户：wxnumen
光伏逆变电源并网运行时本质上为电流源。其输出电流滤波不但会对电网产生严重的谐波污染，同时其输出电流锁相不精确会降低系统的转化效率。针对以上问题，采用电流瞬时值和电流有效值双闭环控制策略实现对输出电流波形的控制；研制一种具有尖峰抑制作用的LCL 滤波器，通过对其数学模型的幅频分析说明了其良好的滤波特性；设计了一种软件锁相环，并在此基础上通过α 角的修正实现了精确可靠地锁相。实验结果验证了设计的合理性和正确性，实现了单位功率因数输出正弦波电流。
上传时间： 2013-11-18
上传用户：ikemada
