数字信号处理是信息科学中近几十年来发展最为迅速的学科之一。常用的实现高速数字信号处理的器件有DSP和FPGA。FPGA具有集成度高、逻辑实现能力强、速度快、设计灵活性好等众多优点,尤其在并行信号处理能力方面比DSP更具优势。在信号处理领域,经常需要对多路信号进行采集和实时处理,为解决这一问题,本文设计了基于FPGA的数据采集和处理系统。 本文首先介绍数字信号处理系统的组成和数字信号处理的优点,然后通过FFT算法的比较选择和硬件实现方案的比较选择,进行总体方案的设计。在硬件方面,特别讨论了信号调理模块、模数转换模块、FPGA芯片配置等功能模块的设计方案和硬件电路实现方法。信号处理单元的设计以Xilinx ISE为软件平台,采用VHDL和IP核的方法,设计了时钟产生模块、数据滑动模块、FFT运算模块、求模运算模块、信号控制模块,完成信号处理单元的设计,并采用ModelSim仿真工具进行相关的时序仿真。最后利用MATLAB对设计进行验证,达到技术指标要求。
上传时间: 2013-07-07
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随着数字电子技术的发展,数字信号处理的理论和技术广泛的应用于通讯、语音处理、计算机和多媒体等领域。快速傅立叶变换(FFT)使离散傅立叶变换的运算时间缩短了几个数量级,在数字信号处理领域被广泛应用。FFT已经成为现代信号处理的重要手段之一。 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。同时基于FPGA实现FFT的设计方法和思想被提出。本次设计的目的是快速傅立叶变换(FFT)的FPGA实现。 此文在分析了快速傅立叶算法的基础上,提出了一种频率抽取基4 FFT的FPGA设计方案,针对现有FFT的FPGA实现过程中蝶形运算需要频繁乘以多个旋转因子提出了改进方法,减少了旋转因子的乘法次数和存储空间,加快了蝶形运算的速度,设计的地址映射方法,无需运算即可得到所需数据的存放地址,并结合采用乒乓结构和流水线方式,来提高快速傅立叶变换(FFT)FPGA实现的速度。描述了一片FPGA芯片内完成了整个FFT处理器的电路设计,经过模块时序仿真和数据的验证及测试,达到工作在50MHz时钟频率的设计要求。最后对后续设计做了描述,并对用FPGA实现FFT做了展望。
上传时间: 2013-04-24
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论文讨论了中压电力线载波通信(MV-PLC)的现状和应用前景,介绍了其技术特点和所面临的问题。针对当前中压电力线载波芯片的开发状况,提出了基于OFDM(正交频分复用)技术的中压电力线载波通信的技术优势和其Modem芯片开发的重要性。 针对国内中压电网的结构,根据现有的研究成果,分析了中压电力线信道的传输特性,包括阻抗特性,噪声特性和衰减特性。阐述了OFDM的基本原理、优缺点和其中的关键技术,分析了OFDM系统组成模型及参数选取原则。针对中压电力线信道噪声特点,提出了基于OFDM的中压电力线载波Modem芯片的FPGA(现场可编程门阵列)实现方案,并建立了系统MATLAB定点仿真模型。通过分析定点仿真结果,给出了该OFDM系统的设计参数,并详细介绍了系统中部分模块(主要包括IFFT/FFT模块、数字上变频模块和同步模块)的FPGA实现结构(用Verilog硬件描述语言设计),并对这些模块进行了功能验证。 最后,搭建仿真平台,对整个系统进行了前端EDA仿真验证。利用低压电力线环境,对所设计的系统进行了FPGA板级的调试,并对测试的结果进行了分析。验证了系统的FPGA设计,并提出了MV-PLC OFDM系统中存在一些问题及系统需要改进之处。
上传时间: 2013-04-24
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本文介绍了用MATLAB 分析、设计、和实现IIR数字低通滤波器的方法。并依据IIR型数字滤波器设计的传统方法,利用MATLAB工具采用两种不同的方法快速有效的实现了对IIR数字滤波器的设计. 关键词:MATLAB IIR数字低通滤波器
上传时间: 2013-08-05
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· 摘要: MATLAB是一种建立在向量、数组、矩阵基础上,面向科学和工程计算的高级语言,为科学研究和工程计算提供了一个方便有效的工具.该文简要介绍了B样条和B样条小波的构成,并利用MATLAB语言编写了绘制任意阶B样条和B样条小波图形的程序.
上传时间: 2013-04-24
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基于瞬时无功功率理论、滞环电流控制的三相电力有源滤波器Matlab仿真模型
上传时间: 2013-04-24
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·内容简介本书从MATLAB仿真角度系统地介绍了PID控制的基本理论、基本方法和应用技术,是作者多年来从事控制系统教学和科研工作的结晶,同时融入了国内外同行近年来所取得的新成果。 全书共分10章,包括连续系统和离散系统的PID控制;常用数字PID控制;专家PID和模糊PID控制;神经PID控制;遗传算法PID控制;多变量解耦PID控制;几种先进的PID控制;灰色PID控制;伺服系统PID控制;PID
上传时间: 2013-06-18
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MATLAB 7.0是一个高级的矩阵/阵列语言,它包含控制语句、函数、数据结构、输入和输出和面向对象编程特点。用户可以在命令窗口中将输入语句与执行命令同步,也可以先编写好一个较大的复杂的应用程序(M文件)后再一起运行。新版本的MATLAB 7.0语言是基于最为流行的C++语言基础上的,因此语法特征与C++语言极为相似,而且更加简单,更加符合科技人员对数学表达式的书写格式。使之更利于非计算机专业的科技人员使用。而且这种语言可移植性好、可拓展性极强,这也是MATLAB 7.0能够深入到科学研究及工程计算各个领域的重要原因
上传时间: 2013-07-08
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随着信息技术的不断发展,数字信号处理已成为一个极其重要的学科和技术领域,在通信、语音、图像、遥感、生物工程等众多领域得到了广泛的应用。数字信号处理的核心内容主要是信号的获取、传输和处理、识别及综合等。信号是信息的载体,系统是信息处理的手段。因此,为了更好的研究信号和系统的基本理论与方法,使同学们更好地理解和掌握数字信号处理的理论知识,在实验过程中,借助MATLAB这个平台来进行辅助设计。 MATLAB的GUIDE是专门用于图形用户界面的快速开发环境,本设计利用MATLAB的GUIDE工具箱制作了一套辅助“数字信号处理”课程教学的实验软件包。该实验软件包是由一系列形象的图形用户界面组成,每个界面以坐标窗口、弹出框、按键、动态文本框等为基本部分,构建了较为完善和友好的人机交互方式,使用便捷。该系统的形象直观,总体界面友好,具有开放性,便于学生对所学理论知识的理解,大大提高教学的效果和效率。 本文首先简要介绍了数字信号处理和MATLAB的相关知识,然后着重阐述了该实验软件包的组成及设计思路、方法,最后说明了软件的调试和测试过程。本教学实验软件包基本是按照国家十一五教材《数字信号处理(第3版)》(高西全,丁玉梅等)的编写思路进行总体设计的,整个构架包括六个核心部分:基本信号的产生、序列的基本运算、离散傅立叶变换、Z变换和逆Z变换、卷积运算和数字滤波器(IIR数字滤波器和FIR数字滤波器)的设计。较好的契合了教学内容,对理论课程的辅助效果明显。
上传时间: 2013-11-10
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线性卷积和线性相关的FFT算法:一 实验目的 1:掌握FFT基2时间(或基2频率)抽选法,理解其提高减少乘法运算次数提高运算速度的原理。 2:掌握FFT圆周卷积实现线性卷积的原理 二 实验内容及要求 1.对N=2048或4096点的离散时间信号x(n),试用Matlab语言编程分别以DFT和FFT计算N个频率样值X(k), 比较两者所用时间的大小。 2.对N/2点长的x(n)和N/2点长的h(n),试用Matlab语言编程实现以圆周卷积代替线性卷积,并比较圆周卷积法和直接计算线性卷积两者的运算速度。 三预做实验 1.FFT与DFT计算时间的比较 (1)FFT提高运算速度的原理 (2)实验数据与结论 2.圆周卷积代替线性卷积的有效性实验 (1)圆周卷积代替线性卷积的原理 (2)实验数据和结论 FFT提高运算速度的原理 FFT算法将长序列的DFT分解为短序列的DFT。N点的DFT先分解为2个N/2点的DFT,每个N/2点的DFT又分解为N/4点的DFT,等等。最小变换的点数即所谓的“基数”。因此,基数为2的FFT算法的最小变换(或称蝶型)是2点的DFT。一般地,对N点FFT,对应于N个输入样值,有N个频域样值与之对应。
上传时间: 2013-10-26
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