LAMOST(Large Sky Area Multi-Obiect Fiber Spectroscopy Telescope,大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜)需要对焦而上的4 000个光纤定位单元进行精确定位,一个光纤定位单元需要两个步进电机来驱动,即需要对8 000个电机进行驱动控制。如何对这8 000个电机进行有效的控制,是本文主要的研究内容。 本义引入EDA(Electronic Design Automation),技术,以FPGA和CAN总线为硬件载体来进行设计。FPGA相比较于DSP,单片机而言,具有10管脚多,资源丰富,使用灵活等优点,可以存片内集成多个电机的摔制,这样对于提高系统的集成度,节约成本无疑有着很大的帮助。 在电机的控制当中,其失步和过冲会直接影响到系统的精度,所以需要对电机脉冲频率加以控制,对于在平稳状态下能正常工作的电机,失步往往发生在启动停止等脉冲频率突然发生改变的时刻。具体实现方法是通过实验找出一条理想的加减速曲线,再将曲线离散化,并把离散化后的加减速分频系数存储在FPGA片内ROM里而,当电机运行到对应的步数时,取出分频系数来获取对应的运行频率。 在LAMOST观测中,光纤定位单元的零位是个很重要的基准,在每次观测之前,电机都要回零,理论上电气零位和机械零位在同一点上,如果电气检测到达零位则认为已经到达机械零位位置。但是实际中由于装配等一些原因,可能会出现零位短路和零位断路的情况。零位断路是指电机处于机械零位,但是电气不能检测到;零位短路是指电机不在机械零位,但是电气已经检测到处于零位。这两种情况会造成越界和机械零位一直被挤压的后果,有可能会损坏光纤定位单元,为了防止这些情况出现,软件程序中加入了计数器,从而从有效地保护了光纤定位单元,同时将这些状况向上反馈,以便维护和检修。 在本文完成之时,能够控制驱动336个光纤定位单元的小系统已经在北京天文台兴隆观测站实际投入运行,并于2007年5月28日获得首条光谱,取得了不错的效果。
上传时间: 2013-04-24
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PN结 单向导电性 本征激发 JFET的外部特性 三极管特性曲线等
上传时间: 2013-07-30
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正交频分复用(OFDM)技术是一种多载波数字调制技术,具有频谱利用率高、抗多径干扰能力强、成本低等特点,适合无线通信的高速化、宽带化及移动化的需求,将成为下一代无线通信系统(4G)的核心调制传输技术。 本文首先描述了OFDM技术的基本原理。对OFDM的调制解调以及其中涉及的特性和关键技术等做了理论上的分析,指出了OFDM区别于其他调制技术的巨大优势;然后针对OFDM中的信道估计技术,深入分析了基于FFT级联的信道估计理论和基于联合最大似然函数的半盲分组估计理论,在此基础上详细研究描述了用于OFDM系统的迭代的最大似然估计算法,并利用Matlab做了相应的仿真比较,验证了它们的有效性。 而后,在Matlab中应用Simulink工具构建OFDM系统仿真平台。在此平台上,对OFDM系统在多径衰落、高斯白噪声等多种不同的模型参数下进行了仿真,并给出了数据曲线,通过分析结果可正确评价OFDM系统在多个方面的性能。 在综合了OFDM的系统架构和仿真分析之后,设计并实现了基于FPGA的OFDM调制解调系统。首先根据802.16协议和OFDM系统的具体要求,设定了合理的参数;然后从调制器和解调器的具体组成模块入手,对串/并转换,QPSK映射,过采样处理,插入导频,添加循环前缀,IFFT/FFT,帧同步检测等各个模块进行硬件设计,详细介绍了各个模块的设计和实现过程,并给出了相应的仿真波形和参数说明。其中,针对定点运算的局限性,为系统设计并自定义了24位的浮点运算格式,参与傅立叶反变换和傅立叶变换的运算,在系统参数允许的范围内,充分利用了有限资源,提高了系统运算精度;然后重点描述了基于FPGA的快速傅立叶变换算法的改进、优化和设计实现,针对原始快速傅立叶变换FPGA实现算法运算空闲时间过多,资源占用较大的问题,提出了带有流水作业功能、资源占用较少的快速傅立叶变换优化算法设计方案,使之运用于OFDM基带处理系统当中并加以实现,结果满足系统参数的需求。最后以理论分析为依据,对整个OFDM的基带处理系统进行了系统调试与性能分析,证明了设计的可行性。 综上所述,本文完成了一个基于FPGA的OFDM基带处理系统的设计、仿真和实现。本设计为OFDM通信系统的进一步改进提供了大量有用的数据。
上传时间: 2013-04-24
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软件无线电是无线通信领域继固定到移动、模拟到数字之后的第三次革命,是目前乃至未来的无线电领域的技术发展方向,它在提高系统灵活性上有无可比拟的优势,是实现未来无线通信系统的有效手段。扩频通信具有卓越的抗干扰和保密性能。扩频通信相对于传统的窄带通信,在频谱利用率上也有明显的优势,是未来无线通信系统中的关键技术,直接序列扩频则是其中在民用领域使用最多的一种扩频技术。FPGA在分布式计算、并行处理、流水线结构上有独特的优势,自然成为设计扩频软件无线电系统的首选技术之一。 首先介绍了软件无线电的理论基础,并分析了它的硬件结构和技术关键。软件无线电的关键思路在于构建一个通用的强大的硬件平台,这也正是本课题的主要工作之一。而后,重点介绍了直序扩频的理论基础。对于发射机,其中最关键的是寻找一种相关特性卓越的伪随机序列,本课题主要对m序列、OVSF码和Gold码进行了深入研究。最后,详述了基于DDFS的数字调制技术和FPGA技术。 基于以上理论基础研究,根据软件无线电硬件结构,开发了基于Altera公司Cyclone系列FPGA的硬件平台。该平台具有210Mbps的高速DAC,并配有串口、USB接口、音频CODEC输入输出通道、以及LVDS扩展口和SDRAM,考虑到通用性,设计中加入了足以开发出接收机的两路40Mbps的高速ADC。FPGA的代码开发也是核心内容,本课题编写了大量相应的代码,包括加扩模块(含伪随机序列发生器)、基于DDFS的数字调制模块以及串口通信模块、LCD驱动模块,SDRAM Controller、ADC驱动模块,并编写了相应的测试代码。整个系统测试通过。关于硬件平台设计和代码开发,在本文第三章和第四章详细介绍。 总体说来,本课题基于现有的理论发展,在充分理解相关理论的前提下,将主要经历集中于具体应用的研究与开发,并取得了一定的成果。
上传时间: 2013-06-27
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本文分析了 T EXAS 仪器公司新推出的串行10 位数/ 模转换器(DAC) TL C5615 的功能、特点、工作原理及其与A T89C52 单片机的硬件接口和软件编程, 提供了一个新颖实用的数/
上传时间: 2013-05-20
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软件无线电(SDR,Software Defined Radio)由于具备传统无线电技术无可比拟的优越性,已成为业界公认的现代无线电通信技术的发展方向。理想的软件无线电系统强调体系结构的开放性和可编程性,减少灵活性著的硬件电路,把数字化处理(ADC和DAC)尽可能靠近天线,通过软件的更新改变硬件的配置、结构和功能。目前,直接对射频(RF)进行采样的技术尚未实现普及的产品化,而用数字变频器在中频进行数字化是普遍采用的方法,其主要思想是,数字混频器用离散化的单频本振信号与输入采样信号在乘法器中相乘,再经插值或抽取滤波,其结果是,输入信号频谱搬移到所需频带,数据速率也相应改变,以供后续模块做进一步处理。数字变频器在发射设备和接收设备中分别称为数字上变频器(DUC,Digital Upper Converter)和数字下变频器(DDC,Digital Down Converter),它们是软件无线电通信设备的关键部什。大规模可编程逻辑器件的应用为现代通信系统的设计带来极大的灵活性。基于FPGA的数字变频器设计是深受广大设计人员欢迎的设计手段。本文的重点研究是数字下变频器(DDC),然而将它与数字上变频器(DUC)完全割裂后进行研究显然是不妥的,因此,本文对数字上变频器也作适当介绍。 第一章简要阐述了软件无线电及数字下变频的基本概念,介绍了研究背景及所完成的主要研究工作。 第二章介绍了数控振荡器(NCO),介绍了两种实现方法,即基于查找表和基于CORDIC算法的实现。对CORDIc算法作了重点介绍,给出了传统算法和改进算法,并对基于传统CORDIC算法的NCO的FPGA实现进行了EDA仿真。 第三章介绍了变速率采样技术,重点介绍了软件无线电中广泛采用的级联积分梳状滤波器 (cascaded integratot comb, CIC)和ISOP(Interpolated Second Order Polynomial)补偿法,对前者进行了基于Matlab的理论仿真和FPGA实现的EDA仿真,后者只进行了基于Matlab的理论仿真。 第四章介绍了分布式算法和软件无线电中广泛采用的半带(half-band,HB)滤波器,对基于分布式算法的半带滤波器的FPGA实现进行了EDA仿真,最后简要介绍了FIR的多相结构。 第五章对数字下变频器系统进行了噪声综合分析,给出了一个噪声模型。 第六章介绍了数字下变频器在短波电台中频数字化应用中的一个实例,给出了测试结果,重点介绍了下变频器的:FPGA实现,其对应的VHDL程序收录在本文最后的附录中,希望对从事该领域设计的技术人员具有一定参考价值。
上传时间: 2013-06-09
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自上个世纪九十年代以来,我国著名学者、现中国科学院院士、清华大学陈难先教授等人使用无穷级数的Mobius反演公式解决了一系列重要的物理学中的逆问题,开创了应用、推广数论中的Mobius变换解决物理学中各种逆问题的巧妙方法,其工作在1990年当时就得到了世界著名的《NATURE》杂志的高度评价。 华侨大学苏武浔教授等则把Mobius变换的方法应用于几种常用波形(包括周期矩形脉冲,奇偶对称方波和三角波等)的傅立叶级数的逆变换运算,得到正、余弦函数及一般周期信号的各种常用波形的信号展开;并求得了与各种常用波形信号函数族相正交的函数族,以用于各展开系数的计算与信息的解调;而后把它们应用到通信系统中,提出了一种新的通信系统,即新型Chen-Mobius通信系统。 本文主要完成了两个方面的工作,Chen-Mobius多路通信系统的FPGA硬件设计实现和基于Chen-Mobius变换的语音加密双工通信系统的实现。首先,利用嵌入MATLAB\SIMULINK中的DSPBuilder软件对Chen-Mobius多路(四路和八路)通信系统进行仿真分析,对该系统在不同信噪比情况下的错误概率进行了计算,并绘出了信噪比-错误概率曲线;其次,利用DSPBuilder中的Signalcompiler将Chen-Mobius多路通信系统的主体模块(函数及积分器的产生等)转化成HDL硬件语言,后在QuartusⅡ软件平台上,结合利用VHDL编程的硬件程序模块(分频、延时、控制模块等)构架完整的Chen-Mobius通信系统,并对此系统设计综合、引脚分配、仿真验证、时序分析等;最后,在Altera公司的Stratix 芯片上,实现硬件的编程和下载,从而完成了Chen-Mobius多路通信系统的FPGA硬件实现。 另外,利用Chen-Mobius单路通信系统的调制、解调系统分别对语音信号进行加密与解密,在两块DE2的FPGA开发板上成功实现了基于Chen-Mobius变换的语音加密双工通信。完成本设计意义重大,它为今后Chen-Mobius通信系统应用于通信领域的各个方面,迈开坚实的一步。
标签: ChenMobius FPGA 通信系统 硬件实现
上传时间: 2013-07-24
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随着数字电视全国范围丌播时间表的临近,数字电视技术得到很大发展,数字电视信号在信源基带数据和信道传输等方面已经进一步标准化,数字电视传播途径也越来越广,在卫星、地面及有线电视网中传输数字电视信号得到迅速发展。借着2008年奥运的东风,数字电视领域的应用研究方兴未艾。 本课题目的是完成有线数字电视广播系统的重要设备--调制器的设计和实现,核心器件选用FPGA芯片。系统硬件实现以国家标准GY/T 170-2001(有线数字电视广播信道编码与调制规范)为主要依据,以Xilinx公司的Virtex系列(Virtex 4,Virtex 5)芯片及相关开发板(ML402、ML506)为平台,主要任务是基于相关标准对其实用技术进行研究和开发。完成了信道编码和调制的模块划分、Verilog HLD程序的编写(或IP核的调用)和仿真以及在板调试和联调等工作,设计目的是在提高整个系统集成度的前提下实现多频点调制。 本文在研究现有数字电视网络技术和相关产品的基础上,以国标GY/T170-2001为主要依据并参阅了其他的相关标准,提出了多频点QAM调制器的实现方案。整个工作包括:模块划分,完成了基带物理接口(输入)、包头反转与随机化、RS编码、卷积交织、码流变换、差分编码、星座映射、基带成型(包括Nyquist滤波器、半带滤波器、CIC滤波器的设计或模块调用)、高端DAC的配置(输出)等模块的Verilog HLD程序的编写(或者IP核调用)和仿真等工作;成功进行了开发板板级调试,调试的过程中充分利用Xilinx公司的开发板和调试软件ChipScope,成功设计了验证方案并进行了模块验证;最后进行了各模块联调工作,设计了系统验证方案并成功完成对整个系统的验证工作。 经测试表明,该系统主要性能达到国家相关标准GY/T 198-2003(有线数字电视广播QAM调制器技术要求和测量方法)规定的技术指标,可以进入样机试生产环节。
上传时间: 2013-04-24
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·1 完全能用2 有界面的3 有使用说明4 有详细的输入输出变量说明5 三相异步密码 123456 单相异步不用密码 直接回车6 能出数据 也能出 机械 S-T 等等曲线完全是给方便大家 ,希望大家在用软件的时候,更能了解其的原理!还是老话 ,原理比软件重要的多!!
上传时间: 2013-07-30
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·本书定量地阐述了电磁干扰(EMI)的诊断和故障解决的电磁兼容(EM)技术,以及使用的仪器设备;定量地阐述了现场实际EMC测试中的电磁干扰问题、感性的串联损耗电磁兼容解决方案、传导型问题解决方案的工作模式、电磁兼容的容性解决方案;详细地阐述了对每种EMI的抑制措施和EMI抑制元件的应用条件;并给出了电磁干扰抑制措施的最佳方案选择。书中配有大量的图例、表格、计算公式。可参照的特性曲线、附录等。 目录译
上传时间: 2013-04-24
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