为满足激光测距领域大量程、高精度、高分辨率的应用需求，设计了一种高精度脉冲激光测距系统。系统基于最小可分辨４５ｐｓ的专用计时芯片 ＴＤＣ－ＧＰ２２实现高精度、高分辨率的时间间隔测量，并 采 用 高 带 宽 放 大 电 路 及 恒 比 定 时 时 刻 鉴 别 方 法 提 高 系 统 精 度。详 细 论 述 了ＴＤＣ－ＧＰ２２时间间隔测量模块的硬件设计及软件流程。实验结果表明，该系统的测量分辨率达４５ｐｓ，对时间间隔１μｓ内的测量精度可达６０ｐｓ，对应１５０ｍ 测距精度可达１ｃｍ；对时间间隔１μｓ以上的测量精度可达１ｎｓ，对应千米级测距精度可达０．１５ｍ，满足高精度距离测量的应用需求。
标签： 激光测距系统
上传时间： 2022-05-03
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电子产品的设计一般先从功能框图开始，然后细化到原理图，还要经过很复杂和繁琐的调试验证过程，最终才能完成。为了验证原理图的正确性，都要焊接实验板（样板），或使用易于插件的“面包板”，每个节点都必须正确和可靠，连接或焊接过程都是细致而耗时的工作，在器件很多时几乎是不可能完成的任务，而每次调整都要打样，耗时长而成本高，在设计集成电路时更是如此，急需在制造之前验证集成电路的功能。这种现实需要就迫使人们想用他办法来解决。 根据电路理论，人们可以建立起节点方程和回路方程，通过解这些方程组成的方程组就可以得到结果，也就是说可以通过计算来获得电路的工作情况。但包含电感、电容等器件的电路形成的是一组微分方程组，人工计算依然是累人的活，而计算机则可以大展身手，通过其强大的存储、计算和图形显示能力就能轻松完成，很快得到结果。基于这种思想，人们开发出电路仿真软件，通过快速的仿真，代替耗时且累人的反复调测，提高设计速度和效率，也节省了时间和成本。最早、最出色的仿真软件就是SPICE。SPICE是Simulation Program with Integrated Circuits Emphasis的缩写，由美国加利福尼亚大学伯克利(Berkeley)分校的电工和计算机科学系开发，骨干是Ron Rohrer和Larry Nagel，开始是使用FORTRAN语言设计的仿真软件，用于快速可靠地验证集成电路中的电路设计以及预测电路的性能。第一个版本SPICE1于1971年推出，通过围绕晶体管建立电流和电压变量来仿真电路的行为，称为模拟仿真或电路级仿真，且只能模拟100个晶体管的电路。1975年SPICE2发布，开始正式实用化，1983年发布的SPICE2G.6在很长时间内都是工业标准，它包含超过15000条FORTRON语句，运行于多种中小型计算机上。1985年SPICE3推出，转为用C语言开发，易于运行于UNIX工作站，还增加了图形后处理工具和原理图工具，提供了更多的器件模型和分析功能。在1988年SPICE被定为美国国家标准。Spice仿真器采用修改的节点分析法来建立电路方程组，提供非线性直流分析，非线性瞬态分析（实域分析）和线性小信号分析（频域分析）等。其中瞬态分析是最费时的验证方法，通常是利用数值积分法把非线性微分方程变成一组代数方程组，然后用高斯消去法来求解，因为这些线性方程仅仅在积分时刻点是有效的，而随着仿真器进展到下一个积分步长，积分方法必须重复来得到新的线性方程组，如果信号变化得特别快，积分步长应该取得非常小以便积分方法能收敛到正确的解，因此瞬态分析需要大量的数学操作。随着SPICE的发布，其他一些机构也加入研究行列，更有一些软件供应商也看中这个商机，纷纷推出基于SPICE3的各种商业软件，如XSPICE、PSPICE、ISSPICE、T-SPICE、HSPICE等等，功能更强，更方便使用，使SPICE成为电子电路仿真的主流软件，一些软件公司也是通过SPICE相关软件得到发展，并逐渐成为现在的EDA软件公司，成为知识创造财富的实例。因为SPICE仿真需要相关的元器件仿真模型库，还催生了依靠提供器件模型为生的公司和个人，但中国人都乐于奉献，没钱当然不会买，这种公司在中国是无法存在的（http://www.aeng.com/spicemodeling.asp ）。SPICE软件也有一定局限性，有些电路无法仿真或仿真时因不能收敛而失败，特别是用于数模混合电路及脉冲电路时尤其如此。就算通过仿真，最终还是要通过实际制作电路板调试和验证，仿真只是使这个过程大大缩短，次数大大减少，也就降低了成本。软件能提高效率和降低成本，所以就有相应的价值，但中国人的人工费低廉而有的是时间，干得好干得快才让人讨厌，软件在中国也就不值钱了。
上传时间： 2022-05-25
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SG3525 是一种应用广泛的PWM 集成控制芯片, 在介绍SG3525 的功能特点以及 IGBT 驱动模块的基础上, 详细阐述了基于SG3525 为控制核心的大功率开关电源的设计。该电源主电路采用半桥式逆变电路, 应用反馈手段和脉冲调制技术实现电压的稳定输出。最后, 给出了试验结果。试验表明, 该电源具有良好的性能。随着电子技术的高速发展, 电子设备的种类与日俱增。任何电子设备都离不开可靠的供电电源, 对电源供电质量的要求也越来越高, 而开关电源在效率、重量、体积等方面相对于传统的晶体管线性电源具有显著优势。正是由于开关电源的这些特点, 它在新兴的电子设备中得到广泛应用, 已逐渐取代了连续控制式的线性电源。
上传时间： 2022-07-12
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针对传统电子血压计硬件电路复杂、易受外部因素和噪声影响、精度和一致性较差的缺点，设计并实现了一种基于示波法的电子血压计。该电子血压计的硬件由 ＳＴＭ３２控制器配合少量的外部电路构成；信号处理主要由数字滤波器等软件实现；血压分析采用了两阶高斯拟合和变幅度系数法结合的计算模型。设计的样机在 １０名志愿者的血压测量实验中测得：收缩压平均误差为 ２．６ｍｍＨｇ，标准差为 ２．２ｍｍＨｇ，舒张压平均误差为 ２．０ｍｍＨｇ，标准差为 １．６ｍｍＨｇ，精度高于美国 ＡＮＳＩ／ＡＡＭＩＳＰ１０—１９９２血压测量标准。已有血压测量装置中测量方法主要包括直接法和间接法。直接法属于有创方法，多用于危重病人血压监测［４］。间接法中的袖带测量主要包括柯氏音法［５］和示波法［６］。柯氏音法是目前临床血压测量的“金标准”，但是该方法主要依靠听诊血液冲击血管壁产生的声音变化判断血压值，不容易被没有医学背景和经验的人掌握。示波法与柯氏音法不同，它通过分析袖带压上调制的动脉搏动信号构造脉搏波［７］包络，并根据包络与动脉血压之间的关系（如幅度系数法、波形特征法、机器学习方法等［８－１０］）得到血压值。由于不易受主观因素和外界声音干扰，示波法是目前电子血压计中最常采用的方法［１１－１３］。但是，该方法依然存在测量精度和一致性不高的问题，在硬件设计和测量方法上还有改进空间。
标签： 电子血压计
上传时间： 2022-07-23
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本文简要介绍了无刷直流电动机的发展历程和未来的发展趋势。通过分析无刷直流电动机工作的基本原理和无刷直流电动机的数学模型，建立了基于Simulink的动态仿真模型。通过对无位置传感器无刷直流电动机转子位置检测算法的分析和磁链与转子位置的相应关系的分析，本文使用磁链关系函数判断转子位置的算法，并基于Simulink建立了算法模型进行仿真分析验证，从仿真得到的结果可知，此位置检测算法是可行的。 @@ 在文中进行了转矩脉动原因分析，并对换相转矩脉动进行补偿。在低速时采用电流滞环进行补偿，高速时采用单斩波调制方式进行补偿。通过对三段式启动方法的分析和结合本文所采用的转子位置检测算法，本文采用两步启动方式，通过仿真分析证明是可行的。分析了经典PID调节算法和专家PID调节算法。对传统PID控制中出现的问题，本文把变参数PID调节算法应用到无位置传感器无刷直流电动机控制上。并建立了仿真模型，进行仿真分析。从仿真分析的结果可知其控制性能优于传统的PID调节算法。 @@ 文中介绍了TMS320LF2407A芯片和IR2130功率集成驱动器的结构和特点。在系统硬件设计中以TMS320LF2407A芯片为核心，设计了控制系统电路、功率驱动电路、电流电压检测电路、功率管过电压保护电路、启动限流电路、转速调节电路。 @@ 在系统软件设计中，主要实现了电机的起停、转子位置计算、转速计算和转速闭环控制的功能。用DSP实现脉冲调制输出和信号采样。 @@关键词：无位置传感器；无刷直流电动机；间接位置检测；磁链关系函数
上传时间： 2013-04-24
上传用户：水瓶kmoon5
现代社会对各种无线通信业务的需求迅猛增长，这就要求无线通信在具有较高传输质量的同时，还必须具有较大的传输容量。这种需求要求在无线通信中必须采用效率较高的线性调制方式，以提高有限频带带宽的数据速率和频谱利用率，而效率较高的调制方式通常会对发端发射机的线性要求较高，这就使功率放大器线性化技术成为下一代无线通信系统的关键技术之一。 在本文中，研究了前人所提出的各种功放线性化技术，如功率回退法、正负反馈法、预失真和非线性器件法等等，针对功率放大器对信号的失真放大问题进行研究，对比和研究了目前广泛流行的自适应数字预失真算法。在一般的自适应数字预失真算法中，主要有两类：无记忆非线性预失真和有记忆非线性预失真。无记忆非线性预失真主要是通过比较功率放大器的反馈信号和已知输入信号的幅度和相位的误差来估计预失真器的各种修正参数。而有记忆非线性预失真主要是综合考虑功率放大器非线性和记忆性对信号的污染，需要同时分析信号的当前状态和历史状态。在对比完两种数字预失真算法之后，文章着重分析了有记忆预失真算法，选择了其中的多项式预失真算法进行了具体分析推演，并通过软件无线电的方法将数字信号处理与FPGA结合起来，在内嵌了System Generator软件的Matlab/Simulink上对该算法进行仿真分析，证明了这个算法的性能和有效性。 本文另外一个最重要的创新点在于，在FPGA设计上，使用了系统级设计的思路，与Xilinx公司提供的软件能够很好的配合，在完成仿真后能够直接将代码转换成FPGA的网表文件或者硬件描述语言，大大简化了开发过程，缩短了系统的开发周期。
上传时间： 2013-06-20
上传用户：handless
随着图像分辨率的越来越高，软件实现的图像处理无法满足实时性的需求；同时FPGA等可编程器件的快速发展使得硬件实现图像处理变得可行。如今基于FPGA的图像处理研究成为了国内外的一个热门领域。 本文在FPGA平台上，用Verilog HDL实现了一个研究图像处理算法的可重复配置的硬件模块架构，架构包括PC机预处理和通信软件，控制模块，计算单元，存储器模块和通信适配模块五个部分。其中的计算模块负责具体算法的实现，根据不同的图像处理算法可以独立实现。架构为计算模块实现了一个可添加、移出接口，不同的算法设计只要符合该接口就可以方便的加入到模块架构中来进行调试和运行。 在硬件架构的基础上本文实现了排序滤波，中值滤波，卷积运算及高斯滤波，形态学算子运算等经典的图像处理算法。讨论了FPGA的图像处理算法的设计方法及优化策略，通过性能分析，FPGA实现图像处理在时间上比软件处理有了很大的提高；通过结果的比较，发现FPGA的处理结果达到了软件处理几乎同等的效果水平。最后本文在实现较大图片处理和图像处理窗口的大小可配置性方面做了一定程度的讨论和改进，提高了算法的可用性，同时为进一步的研究提供了更加便利的平台。 整个设计都是在ISE8.2和ModelSim第三方仿真软件环境下开发的，在xilinx的Spartan-3E XC3S500E硬件平台上实现。在软件仿真过程中利用了ISE8.2自带仿真工具和ModelSim结合使用。 本课题为制造FPGA的专用图像处理芯片做了有益的探索性研究，为实现FPGA为核心处理芯片的实时图像处理系统有着积极的作用。
上传时间： 2013-07-29
上传用户：爱顺不顺
51单片机 脉冲调制PWM C程序 经典实用 可实现LED逐渐变亮变暗过程
上传时间： 2013-04-24
上传用户：gdgzhym
随着微电子技术的高速发展，实时图像处理在多媒体、图像通信等领域有着越来越广泛的应用。FPGA就是硬件处理实时图像数据的理想选择，基于FPGA的图像处理专用芯片的研究将成为信息产业的新热点。 本文以FPGA为平台，使用VHDL硬件描述语言设计并实现了中值滤波、顺序滤波、数学形态学、卷积运算和高斯滤波等图像处理算法。在设计过程中，通过改进算法和优化结构，在合理地利用硬件资源的条件下，有效地挖掘出算法内在的并行性，采用流水线结构优化算法，提高了顶层滤波模块的处理速度。在中值滤波器的硬件设计中，本文提出了一种快速中值滤波算法，该算法大大节省了硬件资源，处理速度也很快。在数学形态学算法的硬件实现中，本文提出的最大值滤波和最小值滤波算法大大减少了硬件资源的占用率，适应了流水线设计的要求，提高了图像处理速度。 整个设计及各个模块都在Altera公司的开发环境QuartusⅡ以及第三方仿真软件Modelsim上进行了逻辑综合以及仿真。综合和仿真的结果表明，使用FPGA硬件处理图像数据不仅能够获得很好的处理效果，达到较高的工作频率，处理速度也远远高于软件法处理图像，可满足实时图像处理的要求。 本课题为图像处理专用FPGA芯片的设计做了有益的探索性尝试，对今后完成以FPGA图像处理芯片为核心的实时图像处理系统的设计有着积极的意义。
上传时间： 2013-06-08
上传用户：shuiyuehen1987
相位激光测距是一种高精度的距离测量技术，随着电子器件和信号处理技术的发展，这种测距技术在军用和民用领域必将得到更为广泛的研究和应用。本文介绍了一种基于FPGA嵌入式技术的相位激光测距系统，该系统采用先进的FPGA技术，实现了调制信号产生、信息控制与处理三个模块的整合，解决了传统相位激光测距所难以克服的弱点。 文中阐述了激光测距和调制信号源的基本原理，分析了影响测距精度的因素，指出应用DDS技术可以实现宽带、高精度的调制信号输出，说明了引起DDS输出信号杂散的原因和解决的办法。分析了应用FFT运算实现信号相位提取的基本原理及设计方法，采用这种检相技术，可以极大地提高测相精度与灵敏度。提出了基于FPGA嵌入式系统的相位式激光测距机的整体设计，并就各部分进行了详细的分析与设计。介绍了激光测距系统的外围电路和基于QuartusⅡ集成软件平台的部分硬件电路的设计，并对其中的设计进行了仿真和验证，总结提出了对系统今后的进一步改进和完善的思路。
上传时间： 2013-06-28
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