随着信号处理技术的进步和电子技术的发展,雷达信号侦察接收机逐渐从模拟体制向数字体制转变。软件无线电概念的提出,促使雷达侦察接收机朝大带宽、全截获方向发展,现有的串行信号处理体制已经很难满足系统要求。FPGA器件的出现,为实现宽带雷达信号侦察数字接收机提供了硬件支持。 本文结合FPGA芯片特点,在前人研究基础上,从算法和硬件实现两方面,对雷达信号侦察数字接收机若干关键技术进行了研究和创新,主要研究内容包括以下几个方面。 1)给出了基于QuartusII/Matlab和ISE/ModelSim/Matlab的两种FPGA设计联合仿真技术。这种联合仿真技术,大大提高了基于FPGA的雷达信号侦察数字接收机的设计效率。 2)给出了一种基于FFT/IFFT的宽带数字正交变换算法,并将该算法在FPGA中进行了硬件实现,设计可对600MHz带宽内的输入信号进行实时正交变换。 3)提出了一种全并行结构FFT的FPGA实现方案,并将其在FPGA芯片中进行了硬件实现,设计能够在一个时钟周期内完成32点并行FFT运算,满足了数字信道化接收机对数据处理速度的要求。 4)提出了一种自相关信号检测FPGA实现方案,通过改变FIFO长度改变自相关运算点数,实现了弱信号检测。提出通过二次门限处理来消除检测脉冲中的毛刺和凹陷,降低了虚警概率,提高了检测结果的可靠性。 5)在单通道自相关信号检测算法基础上,提出采用三路并行检测,每路采用不同的相关点数和检测门限,再综合考虑三路检测结果,得到最终检测结果。给出了算法FPGA实现过程,并对设计进行了联合时序仿真,提高了检测性能。 6)给出了一种利用FFT变换后的两根最大谱线进行插值的快速高精度频率估计方法,并将该算法在FPGA硬件中进行了实现。通过利用FFT运算后的实/虚部最大值进行插值,降低了硬件资源消耗、缩短了运算延迟。 7)结合4)、5)、6)中的研究成果,完成了对雷达脉冲信号到达时间、终止时间、脉冲宽度和脉冲频率的估计,最终在一块FPGA芯片内实现了一个精简的雷达信号侦察数字接收机,并在微波暗室中进行了测试。
上传时间: 2013-06-13
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由于旋转变压器的高精度高可靠性等特点,广泛的应用于如航空、航天、船舶、兵器、雷达、通讯等领域。旋转变压器输出模拟量交流信号,经过数字处理转换为数字角度信号才能进入计算机或其他控制系统,而这种数字处理比较复杂,采用专用的旋转变压器解码芯片想达到理想的精度通常需要较高的成本,限制了它在其他领域的应用。传统的角测量系统面临的问题有:体积、重量、功耗偏大,调试、误差补偿试验复杂,费用较高。 现场可编程门阵列(FPGA)是近年来迅速发展起来的新型可编程器件。随着它的不断应用和发展,也使电子设计的规模和集成度不断提高。同时也带来了电子系统设计方法和设计思想的不断推陈出新。 本文的目的是研究利用FPGA实现旋转变压器的硬件解码算法,设计基于FPGA的旋转变压器解码系统。 在本文所设计的系统中,通过FPGA芯片产生旋转变压器的激励信号,再控制A/D转换器对旋转变压器的模拟信号的数据进行采样和转换,并对转换完的数据进行滤波处理,使用基于CORDIC算法流水线结构设计的反正切函数模块解算出偏转角θ,最后通过串行口将解算的偏差角数据输出。本文还分析了该系统误差产生的原因和提高系统精度的方法。 实验结果表明,本文所设计的旋转变压器解码器的硬件组成和软件实现基本能够较精确的完成上述的信号转换和数据运算。
上传时间: 2013-05-23
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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。
上传时间: 2013-04-24
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本文针对应用于军用直升机上的Doppler/SINS组合导航系统对导航计算机高精度、高性能的要求,设计出一种基于DSP(TMS320C6713)和FPGA(Spartan-3E XC3S500E) 协同合作的机载导航计算机系统。在分析Doppler/SINS组合导航系统模型的特点和系统对导航计算机的需求后,提出了基于DSP和FPGA的机载导航计算机整体设计方案,该方案采用DSP负责导航解算,利用FPGA强大的内部资源扩展系统的通信接口,完成外围通信模块控制信号的整合。在导航计算机整体设计方案,包括硬件设计方案和软件设计方案确立的基础上,首先对 DSP和FPGA芯片进行选型,其次对实现各个功能模块的关键技术进行研究和开发,包括基于FPGA的数据通信模块、基于DSP的处理器模块以及数据存储模块,开发过程中做了大量的仿真和验证,最后对系统进行综合测试和联调,并进行了地面跑车实验。实验结果证明:系统能够实时采集IMU角速率和加速度、Doppler雷达的速度等信息,能够对IMU、Doppler、GPS、航姿系统、高度表等信息进行导航解算,生成当前位置、姿态等导航数据,并能够完成与机载电子设备间的数据通信与控制。多次的联调和跑车实验结果证明,机载导航计算机达到了预期设计的目的,可以有效提高导航系统的运算精度,实现了高性能、小体积、低成本的要求,系统具有较高的应用价值。关键词:Doppler/SINS组合导航,导航计算机,DSP,FPGA
上传时间: 2013-07-25
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随着现代通信与信号处理技术的不断发展,对于高速高精度AD转换器的需求越来越大。但是,随着集成电路工艺中电路特征线宽的不断减小,在传统单通道ADC框架下同时实现高速、高精度的数模转换愈加困难。此时,时分交替ADC 作为...
上传时间: 2013-07-08
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美信半导体是全球领先的半导体制造供应商,Maxim的电能计量方案提供全面的SoC器件选择, 是多芯片方案的高精度、高性价比替代产品。无与伦比的动态范围和独特的32位可编程测量引擎,使 得我们的单芯片方案能够满足不同用户的需求。为各种类型的表计开发提供了一条高效、便捷的途 径,以满足ANSI和IEC的市场要求。 ● 产品满足不同国家对智能表系统以及低端瓦时(Wh)表、防篡改设计以及预付费设备的要求; ● 完备的开发工具加快软件开发、测试和原型设计,缩短研发周期和产品上市时间。
上传时间: 2013-04-24
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·Σ 一△模数转换器可实现高分辨率模数转换,而且价格低,使用方便,因而近年来应用广泛。在简单介绍了ADS1256的结构特点和工作原理的基础上,阐明如何应用该器件以及应用过程中需要注意的问题,为ADS1256或类似器件的使用者提供参考。
上传时间: 2013-08-04
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在直流电机控制系统的硬件设计方面,电路以ARM Cortex M3最小系统为核心,主要包括PWM控制输出模块,基于PCF8576芯片的显示模块,基于FT2232芯片的USB转JTAG口模块,LMD18200驱动模块。在软件设计方面,充分利用Luminary公司提供的ARM Cotex M3驱动库,采用十分简易的方法对Cortex进行编程,以控制电机的运转。最后对ARM进行了软件与硬件结合的综合测试。 该控制系统的研制为直流电机在高精度光电技术的应用提供了良好的实验平台。经过试验,验证了系统的可行性,系统的各项功能及控制精度满足设计要求。
标签: ARM_Cortex-M 控制器 直流电机 驱动
上传时间: 2013-06-17
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无速度传感器矢量控制的系统中,参数的检测精度很大程度上决定系统的控制精度。 文章从异步电机的数学模型出发,从电路分析的角度提出了一种简单易行的参数辨识算法, 实践结果表明它能为无速度传感器矢量控制系统提供较高精度的电机参数
上传时间: 2013-06-04
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PSIM是趋向于电力电子领域以及电机控制领域的仿真应用包软件。 PSIM具有仿真高速、用户界面友好、波形解析等功能,为电力电子电路的解析、控制系统设计、电机驱动研究等有效提供强有力的仿真环境。 本仿真解析系统,不只是回路仿真单体,还可以和其他公司的仿真器连接,为用户提供高开发效率的仿真环境。例如,在电机驱动开发领域,控制部分用MATLAB/Simulink实现,主回路部分以及其周边回路用PSIM实现,电机部分用电磁界解析软件JMAG实现,由此进行连成解析,实现更高精度的全面仿真系统。
上传时间: 2013-07-30
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