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频谱分析原理

  • 跳频信号检测与接收系统

    扩展频谱通信技术,它的突出优点是保密性好,抗干扰性强.随着通信系统与现代计算机软、硬件技术与微电子技术发展,越来越多的通信系统构建于这种技术之上.在实际扩频通信系统工程中,用得比较普遍的是直扩方式和跳频方式,它们的不同在于直扩是采取隐藏的方式对抗干扰,而跳频采取躲避的方式. 西方国家早在20世纪50年代就开始对跳频通信进行研究,在上个世纪末的几次局部战争中,跳频电台得到了普遍的应用.跳频通信的发展促进了其对抗技术的发展,目前,世界主要几个军事先进的国家,已经研究出高性能的跳频通信对抗设备,国内这方面的发展相对国外差距比较大. 未来战争是科学技术的斗争,研究跳频通信对抗势在必行.基于这种目的,本文研究和设计了跳频检测的FPGA实现,利用基于时频分析的处理方法,完成了跳频信号检测的FPGA实现,通过测试,表明系统达到了设计要求,可以满足实际的需要.主要内容包括: 1.概述了跳频检测接收研究的发展动态,阐述了扩展频谱通信及短时傅立叶变换的原理. 2.分析了基于快速傅立叶变换(FFT)处理跳频信号,检测跳频的可行性,利用FFT检测频谱的原理,合理使用频谱采样策略,做到了增加频谱利用率,提高了检测概率和分析信噪比;利用抽取内插技术完成数据速率的转换,使其满足后续信号的处理要求;利用同相和正交的DDC实现结构,完成对跳频信号的解跳. 3.设计完成了跳频信号检测与接收系统的FPGA实现,其主要包括:数据速率变换的实现,FIR低通滤波器的实现,快速傅立叶变换(FFT)的实现,下变频的实现等.在滤波器的实现中,提出了两种设计方法:基于常系数乘法器和分布式算法滤波器,分析了上述两种方法的优缺点,选择用分布式算法实现设计中的低通滤波器;在快速傅立叶变换实现中,分析了基2和基4的算法结构,并分别实现了基2和基4的算法,满足了不同场合对处理器的要求.在下变频的设计中,使用滤波器的多相结构完成抽取的实现,并使用低通滤波器使信号带宽满足指标的要求.此外,设计中还包括双端口RAM的实现,比较模块的实现、数据缓存模块和串并转换模块的实现. 4.介绍了实现系统的硬件平台.

    标签: 跳频信号 检测 接收系统

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:zttztt2005

  • 基于FPGA的便携式振动频谱分析仪

    该论文基于NIOS Ⅱ软核处理器和Altera的FPGA技术,设计了一种便携式的振动频谱分析仪,用于旋转机械的故障监测和诊断。以SOPC技术为手段,将信号采集和信号处理电路通过可编程片上系统来实现,其特点是将对ADC的控制、数字信号的滤波、快速傅立叶变换的设计,通过FPGA芯片集成在一起,以NIOS Ⅱ来完成32位CPU的状态控制功能。工程机械、汽车车辆中都存在诸如发动机类的旋转机械,这类设备的异常振动往往会影响正常工作,严重时还会出现各种重大事故,该分析仪可以实时地或定期地对发动机、齿轮箱等旋转机械进行振动频谱分析和监测,运用于民用机械能产生非常好的经济效益。 该论文从四个方面进行了研究工作。其一,利用FPGA对ADC芯片的工作进行控制,使其在规定的时间内与DSP模块进行数据交换,并对ADC各引脚时序进行控制,使两者协调同步工作,编制了相应的VHDL语言程序。其二,采用SOPC Builder设计开发,实现了基于NIOS Ⅱ的32位CPU软核,创建了相应的C/C++和汇编的宏代码,使得软件可以访问用户自定义逻辑。对顶层设计产生的VHDL的RTL代码和仿真文件进行了综合、编译适配以及仿真。其三,配合Matlab和DSP Builder的强大功能进行DSP模块设计,开发出了FIR和FFT等功能模块,并且添加到SOPC系统中,使其可以由NIOS Ⅱ很容易的调用。其四,在NIOS Ⅱ系统中添加了uC/OS Ⅱ操作系统,提高了整个系统的稳定性,并且降低了开发难度,提高了系统升级的能力。由于整个设计是基于FPGA开发的,所以该系统包括了所有FPGA系统的特点,包括并行的DSP处理、在系统可编程、升级简单等特点,极易使设计产品化。

    标签: FPGA 便携式 振动频谱 分析仪

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:amandacool

  • 算法FPGA实现的直接数字频率合成器

    高精度的信号源是各种测试和实验过程中不可缺少的工具,在通信、雷达、测量、控制、教学等领域应用十分广泛。传统的频率合成方法设计的信号源在功能、精度、成本等方面均存在缺陷和不足,不能满足电子技术的发展要求,直接数字合成(Direct Digital Synthesis)DDS技术可以提供高性能、高频高精度的信号源,方便地获得分辨率高且相位连续的信号,基于FPGA的DDS技术提供了升级方便并且成本低廉的解决方案。    本文对DDS的基本原理和输出频谱特性进行理论分析,总结出杂散分布规律。同时以DDS的频谱分析为基础,给出了几种改善杂散的方法。本文结合相关文献资料采用傅立叶变换的方法对相位截断时DDS杂散信号的频谱特性进行了研究,得到了杂散分布的规律性结论,并应用在程序设计程中;DDS技术的实现依赖于高速、高性能的数字器件,本文将FPGA器件和DDS技术相结合,确定了FPGA器件的整体设计方案,详细说明了各个模块的功能和设计方法,并对其关键部分进行了优化设计,从而实现了波形发生器数字电路部分的功能。软件部分采用模块设计方法,十分方便调试。为了得到满足设计要求的模拟波形,本文还设计了幅度调节、D/A转换和低通滤波等外围硬件电路。    实验结果表明,本文设计的基于DDS技术的多波形信号源基本能够满足普通学生实验室的要求。

    标签: FPGA 算法 数字频率合成器

    上传时间: 2013-06-11

    上传用户:woshiayin

  • 基于原型滤波器的语音信号滤波分析与仿真实现

    滤波器是对特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除,以得到一个特定频率或消除一个特定频率的电路。原型滤波器又是设计其他滤波器的基础。本文基于MATLAB实验平台,研究了原型滤波器的基本概念和设计方法,介绍了巴特沃思滤波器和切比雪夫I型滤波器,并且运用MATLAB对语音信号进行频谱分析。

    标签: 原型 仿真实现 滤波器 滤波分析

    上传时间: 2013-10-18

    上传用户:432234

  • μ’nSP单片机应用及开发技术

    本章将介绍μ’nSP™系列单片机的应用领域,具体讲述SPCE061A单片机在通讯、语音领域里的应用,并详细给出了有关系统的电路原理图、程序流程图以及程序代码,供读者参考。 μ’nSP™家族产品具有电源电压范围和工作速率范围较宽、集成度高、性能价格比高以及功耗低等特点,故其有非常广泛的应用领域。μ’nSP™家族系列产品,涵盖了非常广泛的应用。包括:发音与语音识别的微控制器(SPCE系列)、通信来电辩识应用的微控制器(SPT660x系列)、以及通用型微控制器等等,主要体现在以下几个方面:􀂄 用于数字信号处理􀂄 用于开发研制便携式移动终端􀂄 用于开发嵌入式计算机应用系统 用于数字信号处理1. 数字滤波器 (Digital Filter)数字滤波器是一种计算处理或算法。借助于此,可以将输入的一种数字信号或序列变换为另一种序列输出。数字滤波器已被广泛地应用于数字语音、数字图像处理以及模式识别和频谱分析。数字信号处理器(DSP,Digital Signal Processor)的作用是通过一系列数字来表示信号及其信息,并借助数字计算方法变换和处理这些信号。为了构成DSP,必须有一种部件能够快速地完成两个数值的乘法运算并将乘积累加于寄存器。“快速”意味着乘和累加(MAC,Multiply & ACcumulate)较高的运算速度。若以16位数值进行乘和累加,其结果应为32位。显然,μ’nSP™的硬件结构与其指令系统的结合足以构成DSP应用的硬件MAC单元,因而很适用于一些DSP方面的应用。

    标签: nSP 单片机应用 开发技术

    上传时间: 2014-01-26

    上传用户:qb1993225

  • 摘要部分:这一快速算法的出现对数字 信号分析领域的发展起到了极大的推动作用。从此以后

    摘要部分:这一快速算法的出现对数字 信号分析领域的发展起到了极大的推动作用。从此以后,它作为频谱分析的基础得到了 由于计算机只能对信号的有限多个样本进行计算.

    标签: 信号分析 快速算法 对数

    上传时间: 2013-12-25

    上传用户:日光微澜

  • .X语言词法分析程序的设计 目的:设计、编制、调制一个具体的词法分析程序

    .X语言词法分析程序的设计 目的:设计、编制、调制一个具体的词法分析程序,加深对词法分析原理的理解。 要求: (1)通过理解正规式、有限自动机原理,根据下面的X语言的说明编制一个X语言的词法分析程序。 (2)提交实验报告,报告内容如下: 目的要求、DFA、程序清单(带注释)、测试样例及结果

    标签: 程序 语言 编制

    上传时间: 2014-01-12

    上传用户:英雄

  • 通过设计编制调试一个具体的词法分析程序

    通过设计编制调试一个具体的词法分析程序,加深对词法分析原理的理解。并掌握在对程序设计语言源程序进行扫描过程中将其分解为各类单词的词法分析方法。

    标签: 编制 程序 调试

    上传时间: 2014-11-24

    上传用户:xiaohuanhuan

  • 词法分析器构造 通过对给定源语言词法分析程序的设计

    词法分析器构造 通过对给定源语言词法分析程序的设计,加深对词法分析原理的理解,掌握源语言的接受、存贮、预处理和扫描分析,生成正确的 单词符号串二元式序列。

    标签: 分析器 源语言 程序

    上传时间: 2015-06-19

    上传用户:lwwhust

  • 回溯基本原理(1) 􀂃 说文解字 􀂃 感性认识 • 八皇后问题 • 四皇后问题 􀂃 解空间树 􀂃 搜索过

    回溯基本原理(1) 􀂃 说文解字 􀂃 感性认识 • 八皇后问题 • 四皇后问题 􀂃 解空间树 􀂃 搜索过程 􀂃 直观分析 􀂃 原理描述 • 总体步骤 • 搜索过程 􀂃 编码套路 • 套路一:递归回溯 • 套路二:迭代回溯

    标签: 1048707 8226 解空间

    上传时间: 2013-12-30

    上传用户:xjz632