小波变换是一种新兴的理论,是数学发展史上的重要成果。它无论对数学还是对工程应用都产生了深远的影响。最新的静态图像压缩标准JPEG2000就以离散小波变换(DWT)作为核心变换算法。 本文首先较为详细地分析了小波变换的理论基础,对多分辨率分析、Mallat算法和提升算法做了介绍。然后分析了JPEG2000所采用的小波滤波器,并引入了一个新的LS97小波。该小波系数简单、易于硬件实现,并且与CDF97小波有很好的兼容性,可作为CDF97小波的替代者。使用Matlab对CDF97小波和LS97小波的兼容性做仿真测试,结果表明这两个小波具有几乎相同的性能。在确定所用的小波后,本文设计了二维离散小波变换的硬件结构。设计过程中对标准二维小波变换做了优化,即将行变换和列变换的归一化步骤合并计算,这样可以减少两次乘法操作。另外还使用移位加代替乘法,提取移位加中的公共算子等方式来优化设计。对于边界数据的处理,本文采用了嵌入式对称延拓技术,不需要额外的缓存,节约了硬件资源。为提高硬件利用率,本文将LeGall53小波变换和LS97小波变换统一起来,只要一个控制信号就可实现两者之间的转换。本文所提出的结构采用基于行的变换方式,只需要六行中间数据即可完成全部行数据的小波变换。采用流水线技术提高了整个设计的运行速度。最后也给出了二维离散小波反变换的实现结构。 在完成硬件结构设计的基础上,使用Verilog硬件描述语言对整个设计进行了完全可综合的RTL级描述,采用同步设计,提高了可靠性。在Xilinx公司的FPGA开发软件ISE6.3i中对正反小波变换做了仿真和实现,结果表明,本设计能高速高精度地完成正反可逆和不可逆小波变换,可以满足各种实时性要求。
上传时间: 2013-07-25
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开关电源变换器ridley的博士论文,很经典
上传时间: 2013-04-24
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电能是一种使用最为广泛的能源,其应用程度已成为一个国家发展水平的主要标志之一。随着计算机、电力电子和信息技术等高新产业的发展和普及,电能质量已成为电力部门及其用户日益关注的问题,对电能质量监测和分析也具有重要的现实意义。本文主要对电能质量监测分析的相关理论和技术进行了研究,设计了基于DSP和ARM的双CPU电能质量监测仪的硬件系统和软件系统。 本文首先对电能质量当前国内外的研究现状进行了分析,对电能质量相关分析方法进行了阐述,提出了电能质量监测仪的设计思路。本文采用双CPU的硬件结构方式,利用ARM管理键盘和显示等人机接口,采用高速数字信号处理器。TMS320LF2407作为运算单元,采用专门的14位AD转换芯片来实现高精度的采样,同时利用锁相环电路硬件跟踪电网频率。软件系统方面采用了模块化设计,以便于软件功能的改进和升级。在理论方面也有所研究,以谐波源-六脉动整流桥为研究对象,分析控制角和换相重叠角与谐波电流大小之间的关系,并通过PSCAD/EMTDC仿真验证理论分析的准确性;对于暂态电能质量扰动采用小波变换进行检测,并通过Matlab仿真验证检测效果。 本文最后对电能质量的实测数据进行分析,指出当前电能质量中存在的问题,并给出了相应的改善措施。对电能质量监测仪进行了误差分析,并结合误差的原因提出了软件校正方法。
上传时间: 2013-04-24
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软开关技术是电力电子装置向高频化、高功率密度化发展的关键技术,已成为现代电力电子技术研究的热点之一。微处理器的出现促进了电力电子变换器的控制技术从传统的模拟控制转向数字控制,数字控制技术可使控制电路大为简化,并能提高系统的抗干扰能力、控制灵活性、通用性以及智能化程度。本文提出了一种利用耦合输出电感的新型次级箝位ZVZCS PWM DC/DC变换器,其反馈控制采用数字化方式。 论文分析了该新型变换器的工作原理,推导了变换器各种状态时的参数计算方程;设计了以ARW芯片LPC2210为核心的数字化反馈控制系统,通过软件设计实现了PWM移相控制信号的输出;运用Pspice9.2软件成功地对变换器进行了仿真,分析了各参数对变换器性能的影响,并得出了变换器的优化设计参数;最后研制出基于该新型拓扑和数字化控制策略的1千瓦移相控制零电压零电流软开关电源,给出了其主电路、控制电路、驱动电路、保护电路及高频变压器等的设计过程,并在实验样机上测量出了实际运行时的波形。 理论分析与实验结果表明:该变换器拓扑能实现超前桥臂的零电压开关,滞后桥臂的零电流开关;采用ARM微控制器进行数字控制,较传统的纯模拟控制实时反应速度更快、电源稳压性能更好、外围电路更简单、设计更灵活等,为实现智能化数字电源创造了基础,具有广泛的应用前景和巨大的经济价值。
上传时间: 2013-08-03
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随着3G网络建设的展开,移动用户数量逐渐增加,用户和运营商对网络的质量和覆盖要求也越来越高。而在实际工作中,基站成本在网络投资中占有很大比例,并且基站选址是建网的主要难题之一。同基站相比,直放站以其性价比高、建设周期短等优点在我国移动网络上有着大量的应用。目前,直放站已成为提高运营商网络质量、解决网络盲区或弱区问题、增强网络覆盖的主要手段之一。但由于传统的模拟直放站受周边环境因素影响较大、抗干扰能力较差、传输距离受限、功放效率低,同时设备间没有统一的协议规范,无法满足系统厂商与直放站厂商的兼容,所以移动通信市场迫切需要通过数字化来解决这些问题。 本文正是以设计新型数字化直放站为目标,以实现数字中频系统为研究重心,围绕数字中频的相关技术而展开研究。 文章介绍了数字直放站的研究背景和国内外的研究现状,阐述了数字直放站系统的设计思想及总体实现框图,并对数字直放站数字中频部分进行了详细的模块划分。针对其中的数字上下变频模块设计所涉及到的相关技术作详细介绍,涉及到的理论主要有信号采样理论、整数倍内插和抽取理论等,在理论基础上阐述了一些具体模块的高效实现方案,最终利用FPGA实现了数字变频模块的设计。 在数字直放站系统中,降低峰均比是提高功放工作效率的关键技术之一。本文首先概述了降低峰均比的三类算法,然后针对目前常用的几种算法进行了仿真分析,最后在综合考虑降低峰均比效果与实现复杂度的基础上,提出了改进的二次限幅算法。通过仿真验证算法的有效性后,针对其中的噪声整形滤波器提出了“先分解,再合成”的架构实现方式,并指出其中间级窄带滤波器采用内插级联的方式实现,最后整个算法在FPGA上实现。 在软件无线电思想的指导下,本文利用系统级的设计方法完成了WCDMA数字直放站中频系统设计。遵照3GPP等相关标准,完成了系统的仿真测试和实物测试。最后得出结论:该系统实现了WCDMA数字直放站数字中频的基本功能,并可保证在现有硬件不变的基础上实现不同载波间平滑过渡、不同制式间轻松升级。
上传时间: 2013-04-24
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近年来,随着生物识别技术的兴起,虹膜识别技术被日益关注。由于虹膜识别技术对个体识别具有高度的可靠性,已成为目前生物识别中最有发展前景的识别技术之一。与其它生物识别技术相比,虹膜识别技术具有唯一性、稳定性、非侵犯性、不易伪造性和活体特性等优势。因此,虹膜识别技术具有广阔的使用前景和很好的经济效益,越来越受到国内外有关研究人员的重视。 目前,虹膜识别产品大多都是基于PC平台的,在便携性、稳定性和安全性方面还存在一些问题。为了克服以上的缺点,本文构架了基于DSP和FPGA的嵌入式虹膜识别硬件平台,使虹膜识别技术可应用与更多的领域。 本文的主要工作如下: 1.设计了一个嵌入式硬件系统,包括DSP处理器、FPGA、COMS图像传感器、人机交互接口和通信接口。同时,还编写了各硬件模块的驱动程序。另外,由于系统中DSP工作频率为300Mhz,另外有些器件工作在100Mhz,因此本文还给出了一些信号完整性分析和PCB设计经验。 2.在FPGA设计中,编写Verilog程序,完成了虹膜图像采集模块、乒乓存储器切换模块、图像采样模块以及将采样后的图像显示在TFT彩色液晶上的模块,最终实现了虹膜图像实时显示系统。此外,还设计实现了用于和DSP通信的HPI接口模块。 3.完成了部分系统应用程序设计。在使用DSP/BIOS实时操作系统的基础上设计了各系统任务,通过调用驱动程序控制和协调各硬件模块,实现了虹膜识别功能。 最终,本文实现了系统设计,本设计可以快速有效的进行虹膜识别。同时,由于本系统采用模块化的软硬件设计技术,使系统便于快速应用于各种场合。
上传时间: 2013-04-24
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随着科技的发展和社会的进步,数字电视已逐渐成为现代电视的主流。利用今年是奥运年的契机,研究和推广数字电视广播具有重大的意义。2006年8月底我国出台的数字多媒体/电视广播(DMB-T)标准,确立了中国自己的技术标准。以此来发展拥有自主知识产权的数字电视事业,不仅可以满足广大人民群众日益增长的物质、文化要求,还可以带动相关产业快速发展。 本课题在深入研究DMB-T国家标准的基础上,首先对系统的调制系统进行了设计规划,然后对信道调制的星座映射、系统信息插入、帧体数据处理、PN序列插入的帧形成模块和成形滤波模块进行了设计和仿真,并验证了其正确性。 3780个子载波的时域同步正交多载波技术(TDS-OFDM)是DMB-T调制系统的关键技术之一。由于载波数不是2的整数次幂,考虑到实现的有效性,不能采用现已成熟的基-2或基-4的快速傅立叶变换(FFT)算法。针对调制系统中特有的3780点IFFT,课题深入分析和比较了Cooley-Tukey、Winograd和素因子三种离散快速傅立叶变换算法的特点和性能,综合利用了三种算法优势,考虑了算法的复杂度、运算的速度、资源的消耗,设计出一种新的算法,进行了Matlab验证和基于FPGA(现场可编程门阵列)的仿真。分析表明,该算法所需的加法、乘法次数已很逼近4096点FFT算法。 DMB-T发射端的基带成形滤波采用了平方根升余弦滚降滤波,由于其0.05的滚降系数在实现中比较苛刻,所以是设计的难点之一。本课题利用Matlab工具采用了等纹波最优滤波的方法设计了169阶数字滤波器,其阻带衰减达到了46.9dB,完全符合标准的要求;利用四倍插值的方法实现了I、Q合路的该滤波器的FPGA设计,并进行了设计优化,显著降低了滤波器的运算量,大大节约了实现该滤波器所需的乘法器资源。
上传时间: 2013-06-28
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上传快速傅里叶变换 FFT源码与大家分享 TI的DSP
标签: 快速傅里叶变换
上传时间: 2013-04-24
上传用户:whenfly
本文的设计采用FPGA来实现π/4DQPSK调制解调。采用π/4DQPSK的调制解调方式是基于频带利用率、误比特率(即抗噪性)和实现复杂性等综合因素的考虑;采用FPGA进行实现是考虑到高速的数据处理以及AD和DA的高速采样。 本课题主要包含以下几个方面的研究: 首先对π/4DQPSK技术的应用发展情况做简单介绍,并对其调制解调原理进行了详细的阐述。在理解原理的基础上,将调制解调进行模块化划分,提出了实现的思路和方法。其中包括串并转换,差分相位编码,内插,成形滤波器,正交调制,带通滤波器及希尔伯特变换,解调,位同步,载波同步,差分相位解码。 其次在FPGA上实现了π/4DQPSK的大部分模块。其中调制端的各个模块的功能都已经实现,并综合在一起,下载到开发板上进行了在线仿真。其中成形滤波器的设计大大降低了FPGA的资源开销,是本次设计的创新;解调端对载波同步和位同步提出了设计思路,具体的实现还需要进一步的研究;接口电路的测试和在线仿真已经完成。 最后提出了硬件实现的方案以及三种芯片的选型与设计,给出了简要的电路图和时序图。
上传时间: 2013-08-03
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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。
上传时间: 2013-07-23
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