波前處理機是自適應光學系統中實時信號處理和運算的核心,隨著自適應光學系統得發展,波前傳感器的采樣頻率越來越高,這就要求波前處理機必須有更強的數據處理能力以保證系統的實時性。在整個波前處理機的工作流程中,對CCD傳來的實時圖像數據進行實時處理是第一步,也是十分重要的一步。如果不能保證圖像處理的實時性,那么后續的處理過程都無從談起。因此,研制高性能的圖像處理平臺,對波前處理機性能的提高具有十分重要的意義。 論文介紹了本研究課題的背景以及國內外圖像處理技術的應用和發展狀況,接著介紹了傳統的專用和通用圖像處理系統的結構、特點和模型,并通過分析DSP芯片以及DSP系統的特點,提出了基于DSP和FPGA芯片的實時圖像處理系統。該系統不同于傳統基于PC機模式的圖像處理系統,發揮了DSP和FPGA兩者的優勢,能更好地提高圖像處理系統實時性能,同時也最大可能地降低成本。 論文根據圖像處理系統的設計目的、應用需求確定了器件的選型。介紹了主要的器件,接著從系統架構、邏輯結構、硬件各功能模塊組成等方面詳細介紹了DSP+FPGA圖像處理系統硬件設計,并分析了包括各種參數指標選擇、連接方式在內的具體設計方法以及應該注意的問題。 論文在闡述傳輸線理論的基礎上,在制作PCB電路板的過程中,針對高速電路設計中易出現的問題,詳細分析了高速PCB設計中的信號完整性問題,包括反射、串擾等,說明了高速PCB的信號完整性、電源完整性和電磁兼容性問題及其解決方法,進行了一定的理論和技術探討和研究。 論文還介紹了基于FPGA的邏輯設計,包括了圖像采集模塊的工作原理、設計方案和SDRAM控制器的設計,介紹了SDRAM的基本操作和工作時序,重點闡述系統中可編程器件內部模塊化SDRAM控制器的設計及仿真結果。 論文最后描述了硬件系統的測試及調試流程,并給出了部分的調試結果。 該系統主要優點有:實時性、高速性。硬件設計的執行速度,在高速DSP和FPGA中實現信號處理算法程序,保證了系統實時性的實現;性價比高。自行研究設計的電路及硬件系統比較好的解決了高速實時圖像處理的需求。
上傳時間: 2013-04-24
上傳用戶:firstbyte
頻率合成技術廣泛應用于通信、航空航天、儀器儀表等領域。目前,常用的頻率合成技術有直接式頻率合成、鎖相頻率合成和直接數字頻率合成(DDS)。DDS系統可以很方便地獲得頻率分辨率很精細且相位連續的信號,也可以通過改變相位字改變信號的相位,因此也廣泛用于數字通信領域。 本論文是利用FPGA完成一個DDS系統。DDS是把一系列數字量形式的信號通過D/A轉換形成模擬量形式的信號的合成技術。主要是利用高速存儲器作查尋表,然后通過高速D/A轉換器產生已經用數字形式存入的正弦波(或其他任意波形)。一個典型的DDS系統應包括:相位累加器,可在時鐘的控制下完成相位的累加(一般由ROM實現);DA轉換電路,將數字形式的幅度碼轉換成模擬信號。 本文根據設計指標,進行了DDS系統分析和設計,包括DDS系統框圖的設計,相位控制字和頻率控字的設計,以及軟件和硬件設計,重點在于利用FPGA改進設計,包括控制系統(頻率控制器和初始相位控制器),尋址系統(相位累加器和數據存儲器),以及轉換系統(D/A轉換器和濾波器)的設計。介紹了利用現場可編程邏輯門陣列(FPGA)實現數控振蕩器(DNO,即DDS)的原理、電路結構,重點介紹了DDS技術在FPGA中的實現方法,給出了采用ALTERA公司的FIEX1OK系列FPGA芯片EPF10K20TC144-4芯片進行直接數字頻率合成的VHDL源程序。
上傳時間: 2013-04-24
上傳用戶:huangzchytems
頻率合成技術廣泛應用于通信、航空航天、儀器儀表等領域,目前,常用的頻率合成技術有直接頻率合成、鎖相頻率合成和直接數字頻率合成(DDS)等。其中DDS是一種新的頻率合成方法,是頻率合成的一次革命。全數字化的DDS技術由于具有頻率分辨率高、頻率切換速度快、相位噪聲低和頻率穩定度高等優點而成為現代頻率合成技術中的佼佼者。隨著數字集成電路、微電子技術和EDA技術的深入研究,DDS技術得到了飛速的發展。 DDS是把一系列數字量化形式的信號通過D/A轉換形成模擬量形式的信號的合成技術。主要是利用高速存儲器作查尋表,然后通過高速D/A轉換產生已經用數字形式存入的正弦波(或其它任意波形)。一個典型的DDS系統應包括以下三個部分:相位累加器可以時鐘的控制下完成相位的累加;相位一幅度碼轉換電路一般由ROM實現;D/A轉換電路,將數字形式的幅度碼轉換成模擬信號。 現場可編程門陣列(FPGA)設計靈活、速度快,在數字專用集成電路的設計中得到了廣泛的應用。本論文主要討論了如何利用FPGA來實現一個DDS系統,該DDS系統的硬件結構是以FPGA為核心實現的,使用Altera公司的Cyclone系列FPGA。 文章首先介紹了頻率合成器的發展,闡述了基于FPGA實現DDS技術的意義;然后介紹了DDS的基本理論;接著介紹了FPGA的基礎知識如結構特點、開發流程、使用工具等;隨后介紹了利用FPGA實現直接數字頻率合成(DDS)的原理、電路結構、優化方法等。重點介紹DDS技術在FPGA中的實現方法,給出了部分VHDL源程序。采用該方法設計的DDS系統可以很容易地嵌入到其他系統中而不用外接專用DDS芯片,具有高性能、高性價比,電路結構簡單等特點;接著對輸出信號頻譜進行了分析,特別是對信號的相位截斷誤差和幅度量化誤差進行了詳細的討論,由此得出了改善系統性能的幾種方法;最后給出硬件實物照片和測試結果,并對此作了一定的分析。
上傳時間: 2013-04-24
上傳用戶:yx007699
MOC3061系列光電雙向可控硅驅動器是一種新型的光電耦合器件,它可用直流低電壓、小電流來控制交流高電壓、大電流。用該器件觸發晶閘管,具有結構簡單、成本低、觸發可靠等優點。本文介紹其工作原理、性能參數
上傳時間: 2013-07-28
上傳用戶:wab1981
隨著紅外探測技術和超大規模專用集成電路的發展,實時紅外成像系統得到了越來越廣泛的應用。如何針對紅外圖像的特性對紅外圖像進行實時處理,得到能真實反映探測場景、適合觀察分析的紅外圖像是目前紅外成像技術的研究熱點。針對紅外圖像在被采集后立即進行預處理,簡化后級數字信號處理單元的繁重任務,在紅外成像技術中具有重要意義。本論文主要工作如下: (1)對紅外成像的原理、紅外圖像的形成過程、紅外圖像的特征以及紅外圖像與可見光圖像的區別進行了闡述。 (2)簡要介紹了頻域中圖像的增強算法,以及圖像的灰度變換原理。 (3)通過對時域中各種算法的分析對比,以及時域處理與頻域處理的對比,選擇數種適合紅外圖像預處理的算法進行硬件實現,然后再根據硬件實現的難易程度和算法對硬件資源的占用率,以及最終對圖像的處理效果,選擇一種最佳的平滑和銳化方法。 (4)針對FPGA的特點,采用了模塊化結構設計,方便構成并行運算,充分體現了實時處理的要求。 (5)分析了紅外圖像灰度變換的硬件構成,實現了對紅外圖像的直方圖統計。 (6)闡述了I2C總線標準,使用I2C總線對SAA7115視頻圖像處理芯片的控制,對模擬的紅外圖像采集、量化成數字圖像信號;由于采用SDRAM進行數據的存儲,所以針對數據的存儲及讀取方式設計了SDRAM存儲器的控制器,將量化后的數據存儲到SDRAM存儲器。 (7)詳細闡述了圖像頻域處理的硬件實現方法,并特別說明了DFT的FPGA硬件構成方法及這種方法與DSP處理器構成方法的區別。然后針對整個系統的時序構成及時序要求,采用了PLL核構成了系統的時序部分,并對系統進行了優化,以提高運行速度及減少資源占用率。
上傳時間: 2013-07-12
上傳用戶:頂得柱
無人機大氣數據的采集和處理在無人機中占有很重要的位置和作用,它是保障飛機安全飛行以及保證地面控制和操縱人員正確引導飛機、順利完成飛行任務的關鍵所在。在目前廣泛應用的無人機大氣數據測量系統中,多數采用單片機作為大氣數據處理計算機,但是單片機在高速數據采集和處理方面卻存在著抗干擾性差、速度慢等缺點,使測量系統的穩定性和實時性受到了很大的影響。 本文采用FPGA(Field Programmable Gate Array,現場可編程門陣列)芯片作為大氣數據處理器,以大氣數據中的氣壓高度為例,介紹了一種基于FPGA技術的無人機氣壓高度測量系統。由于該測量系統中的FPGA數據處理器具有可靠性高、速度快、邏輯功能強等特點,有效地解決了單片機在高速無人機大氣數據測量系統中處理速度較慢、實時性較差的問題。 論文首先介紹了FPGA的基本結構、工作原理、開發設計流程和FPGA編程所采用的VHDL硬件描述語言,還介紹了數字式大氣數據測量系統的基本組成和工作原理,并且詳細闡述了氣壓高度測量的原理和方法;然后提出了基于FPGA的無人機氣壓高度測量系統的整體設計,并對該測量系統各組成部分的硬件電路進行詳細的分析和設計;隨后論文又介紹了氣壓高度測量系統中FPGA的相關軟件設計,并就FPGA內部所設計的各功能模塊的作用、模塊內部結構和工作流程進行詳細的論述;最后使用Modelsim和QuartusII仿真軟件對程序進行功能和時序的仿真,以驗證FPGA內部各功能模塊和FPGA總體設計的正確性,并在所有仿真通過后將程序產生的配置文件下載到FPGA芯片中,在制作和安裝測量系統的電路板后對整個測量系統進行實際的測試,將測試結果與理論值比較并分析測量系統的誤差來源。 根據系統測試的結果,本文驗證了以FPGA芯片為核心的無人機氣壓高度測量系統的可行性,并對該測量系統提出了今后的進一步改進和完善的思路。
上傳時間: 2013-04-24
上傳用戶:cx111111
基于布里淵散射的分布式光纖傳感器是當前國內外研究的熱點。本文介紹了基于布里淵散射的分布式光纖傳感器的的原理、應用;布里淵時域反射技術(BOTDR)和布里淵時域分析技術(BOTDA)的原理。 受激布里淵散射(SBS)的過程中,入射光和散射光滿足耦合振幅方程組。我們對該方程組采用有限差分法進行數值計算,并用Matlab模擬計算過程,對布里淵散射信號進行分析。 根據布里淵散射信號的特點,我們采用基于Morlet小波變換的DSP信號算法來處理 BOTDR傳感信號。通過對該算法的核心單元——快速傅立葉變換(FFT)的硬件實現,我們在Stratix FPGA上實現了基于Morlet小波變換的DSP算法的硬件電路設計。 最后,在此基礎上,我們對電路功能進行實際的仿真和驗證,并和Matlab得到結果進行比較和分析。
上傳時間: 2013-07-22
上傳用戶:牛布牛
論述了AD574逐次逼近型12位模數轉換器的原理、應用以及與單片機所構成的數據采集系統,分析了系統的硬件、軟件結構和具體操作,給出了AD574與AT89C51單片機的接口線路圖.
上傳時間: 2013-05-23
上傳用戶:ca05991270
論文討論了中壓電力線載波通信(MV-PLC)的現狀和應用前景,介紹了其技術特點和所面臨的問題。針對當前中壓電力線載波芯片的開發狀況,提出了基于OFDM(正交頻分復用)技術的中壓電力線載波通信的技術優勢和其Modem芯片開發的重要性。 針對國內中壓電網的結構,根據現有的研究成果,分析了中壓電力線信道的傳輸特性,包括阻抗特性,噪聲特性和衰減特性。闡述了OFDM的基本原理、優缺點和其中的關鍵技術,分析了OFDM系統組成模型及參數選取原則。針對中壓電力線信道噪聲特點,提出了基于OFDM的中壓電力線載波Modem芯片的FPGA(現場可編程門陣列)實現方案,并建立了系統MATLAB定點仿真模型。通過分析定點仿真結果,給出了該OFDM系統的設計參數,并詳細介紹了系統中部分模塊(主要包括IFFT/FFT模塊、數字上變頻模塊和同步模塊)的FPGA實現結構(用Verilog硬件描述語言設計),并對這些模塊進行了功能驗證。 最后,搭建仿真平臺,對整個系統進行了前端EDA仿真驗證。利用低壓電力線環境,對所設計的系統進行了FPGA板級的調試,并對測試的結果進行了分析。驗證了系統的FPGA設計,并提出了MV-PLC OFDM系統中存在一些問題及系統需要改進之處。
上傳時間: 2013-04-24
上傳用戶:yezhihao
隨著時代的發展,數字電子技術已經普及到我們生活,工作,科研,各個領域,此文將介紹一種直流電機,詳細闡述了用單片機輸出口所給占空比的不同實現電機的調速的設計方法;著重討論L298用于電機驅動時特有的優勢。直流電機調速具有相當的實際意義。依據其調速的基本理論,本電路由模擬電源、控制電路、顯示電路、驅動電路四部分組成。準確說就是模擬電源提供各個芯片電源、數碼管、驅動L298所需電壓;顯示電路用于顯示電動機轉動時的速度大小及正反轉所表示的代碼。與傳統的電動機調速相比具有操作方便,以及其輸出速度大小采用數碼顯示的特點。文章中介紹了Protel 99發展及特點。直流電動機的工作原理、基本組成環節,電路分析、特殊元器件簡介,設計方案的提出,更進一步說明了這類電機的好處。著重利用軟件Protel繪制出電路原理圖。討論了目前研究工作中存在的問題,并對其發展的方向進行了展望,給出了一些個人的觀點。
上傳時間: 2013-06-30
上傳用戶:change0329