眾所周知，信息傳輸?shù)暮诵膯栴}是有效性和可靠性，調(diào)制解調(diào)技術(shù)的發(fā)展正是體現(xiàn)了這一思想。從最早的模擬調(diào)幅調(diào)頻技術(shù)的日益完善，到現(xiàn)在數(shù)字調(diào)制技術(shù)的廣泛運(yùn)用，使得信息的傳輸更為有效和可靠。QAM調(diào)制作為一種新的調(diào)制技術(shù)，因其具有很高的頻帶利用率而得到了廣泛的應(yīng)用。 本文對(duì)基于FPGA的16QAM調(diào)制解調(diào)進(jìn)行了討論和研究。首先對(duì)16QAM調(diào)制解調(diào)原理進(jìn)行了闡述，建立了16QAM調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，然后通過分析提出了基于FPGA的16QAM調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。最后編寫Verilog代碼實(shí)現(xiàn)了算法仿真。 FPGA芯片采用的是Altera公司的大規(guī)模集成電路芯片Cyclone系列的EPlC20F32417，并通過軟件編程對(duì)其進(jìn)行了相關(guān)調(diào)試。文中詳細(xì)介紹了基帶成形濾波器、載波恢復(fù)和定時(shí)同步的基本原理及其設(shè)計(jì)方法。首先用Matlab對(duì)整個(gè)16QAM系統(tǒng)進(jìn)行了軟件仿真；然后用硬件描述語言Verilog HDL在QuartusⅡ環(huán)境下完成了系統(tǒng)關(guān)鍵算法的編寫、行為仿真和綜合，最后詳細(xì)闡述了異步串口(UART)的FPGA實(shí)現(xiàn)，把我們編寫的Verilog程序下載到EPlC20F32417芯片上效果很好。
標(biāo)簽： FPGA QAM 調(diào)制解調(diào) 技術(shù)研究
上傳時(shí)間： 2013-06-12
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多普勒計(jì)程儀是根據(jù)聲波在水中的多普勒效應(yīng)原理而制成的一種精密測(cè)速和計(jì)算航程的儀器，它是船用導(dǎo)航設(shè)備的重要組成之一。針對(duì)于多普勒計(jì)程儀的核心問題——頻率估計(jì)，本文提出了一種基于FPGA實(shí)現(xiàn)的多普勒測(cè)頻方案，它具有抗干擾能力強(qiáng)、運(yùn)算速度快等特點(diǎn)。本論文主要是圍繞系統(tǒng)的測(cè)頻方案的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)展開的。 本文主要研究工作包括：設(shè)計(jì)和調(diào)試基于FPGA的多普勒測(cè)頻系統(tǒng)的硬件電路；通過對(duì)測(cè)頻算法的研究，采用VHDL語言設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的測(cè)頻算法和其它接口控制程序，并通過軟件仿真，測(cè)試設(shè)計(jì)的正確性。 測(cè)頻系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)是本論文工作的主要部分之一，也是基于FPGA的多普勒測(cè)頻系統(tǒng)的核心部分。整個(gè)系統(tǒng)以FPGA作為主處理器，完成系統(tǒng)中所有的數(shù)字信號(hào)處理和外圍接口控制，同時(shí)，基于FPGA豐富的片內(nèi)可編程邏輯資源和外部I/O資源，系統(tǒng)還擴(kuò)展了豐富的通信接口(UART、USB和以太網(wǎng)接口)和顯示電路(LCD和LED)，使系統(tǒng)便于與PC機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和控制。 系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)是本文工作的另一重要部分。本文通過對(duì)測(cè)頻算法的研究，完成了基于VHDL實(shí)現(xiàn)的過零檢測(cè)法和FFT算法，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了對(duì)接收機(jī)信號(hào)的自動(dòng)增益控制、信號(hào)采集和與計(jì)算機(jī)的通信功能等。
標(biāo)簽： FPGA 多普勒 測(cè)頻 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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本文在深入分析紅外焦平面陣列熱成像系統(tǒng)工作原理的基礎(chǔ)上，根據(jù)紅外圖像處理系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用，研究了相應(yīng)的圖像處理算法，為使其實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)，本文對(duì)算法基于FPGA的高效硬件實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了深入研究。首先對(duì)IRFRA器件的工作原理和讀出電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，敘述了相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)原理和相關(guān)模擬電路的處理技術(shù)。然后，以本文設(shè)計(jì)的基于FPGA高速紅外圖像處理硬件系統(tǒng)為運(yùn)行平臺(tái)，針對(duì)紅外溫差成像圖像高背景、低對(duì)比度的特點(diǎn)和系統(tǒng)中主要存在的非均勻性圖案噪聲，研究了非均勻性校正和直方圖投影增強(qiáng)算法的實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)技術(shù)。還將基于FPGA的紅外圖像處理的實(shí)現(xiàn)技術(shù)，拓展到一些空域、頻域及基于直方圖的圖像處理基本算法。其中以紅外增強(qiáng)算法作為重點(diǎn)，引入了一種易于FPGA實(shí)現(xiàn)、基于雙閾值調(diào)節(jié)、可有效改善系統(tǒng)成像質(zhì)量的增強(qiáng)算法。并在FPGA硬件平臺(tái)上成功地實(shí)現(xiàn)了該算法。最后，本系統(tǒng)還將處理后的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成了全電視信號(hào)，實(shí)時(shí)地顯示在監(jiān)視器上。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，能夠很好地完成大容量數(shù)據(jù)流的實(shí)時(shí)處理，有效地改善了圖像質(zhì)量，顯著提高了圖像顯示效果。
上傳時(shí)間： 2013-07-02
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隨著紅外焦平面陣列的不斷發(fā)展，紅外技術(shù)的應(yīng)用范圍將越來越廣泛。焦平面面陣探測(cè)器的一個(gè)最大的缺點(diǎn)是固有的非均勻性。本文首先介紹了紅外熱成像技術(shù)的發(fā)展，討論了紅外焦平面陣列的基本原理和工作方式，分析了紅外非均勻性產(chǎn)生的原因。其次研究了幾種主要的非均勻校正方法以及焦平面陣列元的盲元檢測(cè)和補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ瑢?duì)紅外圖像處理技術(shù)做了研究。 本文研究的探測(cè)器是法國ULIS公司的320×240非制冷微測(cè)輻射熱計(jì)焦平面陣列探測(cè)器。主要研究對(duì)其輸出信號(hào)進(jìn)行非均勻性校正和圖像增強(qiáng)。最后針對(duì)這一課題編寫了基于FPGA的兩點(diǎn)校正、兩點(diǎn)加一點(diǎn)校正、全局非均勻校正算法和紅外圖像直方圖均衡化增強(qiáng)程序，并對(duì)三種校正方法做了比較。
上傳時(shí)間： 2013-08-03
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交流電源供電方式正在由集中式向分布式、全功能式發(fā)展，而實(shí)現(xiàn)分布式電源的核心就是模塊的并聯(lián)技術(shù)。多臺(tái)逆變器并聯(lián)可以實(shí)現(xiàn)大容量供電和冗余供電，可大大提高系統(tǒng)的靈活性，使電源系統(tǒng)的體積重量大為降低，同時(shí)其主開關(guān)器件的電流應(yīng)力也可大大減少，從根本上提高了可靠性、降低成本和提高功率密度。本文主要研究逆變器并聯(lián)技術(shù)。 本文首先對(duì)電壓、電流雙閉環(huán)逆變器控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究。通過對(duì)傳遞函數(shù)的分析，得到了基于等效輸出阻抗的雙閉環(huán)控制的逆變器并聯(lián)系統(tǒng)模型。在分析逆變器模型的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了各控制器參數(shù)，并通過MATLAB仿真進(jìn)行了驗(yàn)證。根據(jù)上述模型，分析了逆變器并聯(lián)的環(huán)流特性，以及基于有功和無功功率的并聯(lián)控制方案。 隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，F(xiàn)PGA技術(shù)正在越來越多地用于工程實(shí)踐中。本文在研究SPWM控制技術(shù)的基礎(chǔ)上，應(yīng)用FPGA芯片EP1C12Q240C8實(shí)現(xiàn)了SPWM數(shù)字控制器，用于多模塊逆變器并聯(lián)控制系統(tǒng)。文中給出了仿真結(jié)果和芯片的測(cè)試結(jié)果。 基于FPGA的三相逆變器并聯(lián)數(shù)字控制器的研究具有現(xiàn)實(shí)意義，設(shè)計(jì)具有創(chuàng)新性。仿真和芯片的初步測(cè)試結(jié)果表明：本文設(shè)計(jì)的基于FPGA的逆變器并聯(lián)數(shù)字控制器能夠滿足逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的要求。
標(biāo)簽： FPGA 三相逆變器 并聯(lián) 技術(shù)研究
上傳時(shí)間： 2013-08-05
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視頻運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)是數(shù)字視頻信號(hào)處理、分析應(yīng)用的一個(gè)重要領(lǐng)域，在民用和軍事上有著廣泛的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)可靠、快速的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)系統(tǒng)有著非常重要的意義。 本文詳細(xì)介紹了基于FPGA的視頻運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)方法及其實(shí)現(xiàn)方案。首先介紹了視頻信號(hào)的分類和性質(zhì)，在此基礎(chǔ)上，討論分析了當(dāng)前三種主要的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)算法的基本原理和優(yōu)缺點(diǎn)；然后對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)制定了詳細(xì)的方案，為系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供了穩(wěn)定良好的硬件平臺(tái)；最后，在前面分析研究的基礎(chǔ)上，詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的FPGA硬件實(shí)現(xiàn)過程。 本文通過對(duì)視頻運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)算法的分析研究，采用了一種改進(jìn)的幀間差分算法，并結(jié)合系統(tǒng)任務(wù)，最終開發(fā)了一種基于Altera公司CYCLONE系列FPGA芯片的實(shí)時(shí)視頻運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)系統(tǒng)。采用FPGA實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可提高系統(tǒng)的處理速度，同時(shí)具有良好的靈活性和適應(yīng)性。實(shí)際應(yīng)用表明，本文所設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)系統(tǒng)能很好地檢測(cè)出運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，并具有較好的抗干擾能力。
標(biāo)簽： FPGA 視頻運(yùn)動(dòng) 目標(biāo)檢測(cè)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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數(shù)字射頻存儲(chǔ)器(Digital Radio FreqlJencyr：Memory DRFM)具有對(duì)射頻信號(hào)和微波信號(hào)的存儲(chǔ)、處理及傳輸能力，已成為現(xiàn)代雷達(dá)系統(tǒng)的重要部件。現(xiàn)代雷達(dá)普遍采用了諸如脈沖壓縮、相位編碼等更為復(fù)雜的信號(hào)處理技術(shù)，DRFM由于具有處理這些相干波形的能力，被越來越廣泛地應(yīng)用于電子對(duì)抗領(lǐng)域作為射頻頻率源。目前，國內(nèi)外對(duì)DRFM技術(shù)的研究還處于起步階段，DRFM部件在采樣率、采樣精度及存儲(chǔ)容量等方面，還不能滿足現(xiàn)代雷達(dá)信號(hào)處理的要求。 本文介紹了DRFM的量化類型、基本組成及其工作原理，在現(xiàn)有的研究基礎(chǔ)上提出了一種便于工程實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)方法，給出了基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(Field Programmable Gate Array FPGA)實(shí)現(xiàn)的幅度量化DRFM設(shè)計(jì)方案。本方案的采樣率為1 GHz、采樣精度12位，具體實(shí)現(xiàn)是采用4個(gè)采樣率為250 MHz的ADC并行交替等效時(shí)間采樣以達(dá)到1 GHz的采樣率。單通道內(nèi)采用數(shù)字正交采樣技術(shù)進(jìn)行相干檢波，用于保存信號(hào)復(fù)包絡(luò)的所有信息。利用FPGA器件實(shí)現(xiàn)DRFM的控制器和多路采樣數(shù)據(jù)緩沖器，采用硬件描述語言(Very High Speed}lardware Description Language VHDL)實(shí)現(xiàn)了DRFM電路的FPGA設(shè)計(jì)和功能仿真、時(shí)序分析。方案中采用了大量的低壓差分信號(hào)(Low Voltage Differential Signaling LVDS)邏輯的芯片，從而大大降低了系統(tǒng)的功耗，提高了系統(tǒng)工作的可靠性。本文最后對(duì)采用的數(shù)字信號(hào)處理算法進(jìn)行了仿真，仿真結(jié)果證明了設(shè)計(jì)方案的可行性。 本文提出的基于FPGA的多通道DRFM系統(tǒng)與基于專用FIFO存儲(chǔ)器的DRFM相比，具有更高的性能指標(biāo)和優(yōu)越性。
標(biāo)簽： FPGA 數(shù)字射頻 存儲(chǔ)器
上傳時(shí)間： 2013-06-01
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隨著數(shù)字技術(shù)的高速發(fā)展，越來越多的針對(duì)數(shù)字視頻壓縮、傳送、顯示等的設(shè)備涌入市場(chǎng)。要從這些良莠不齊的產(chǎn)品中挑選出令人滿意的商品，一套良好的數(shù)字視頻測(cè)試設(shè)備就必不可少。然而，現(xiàn)階段大多數(shù)數(shù)字視頻信號(hào)源都存在不同的缺點(diǎn)，如測(cè)試圖像種類太少、沒有動(dòng)態(tài)測(cè)試源、缺乏專用測(cè)試信號(hào)等。為有效克服這些缺陷，作者設(shè)計(jì)并開發(fā)了一套基于FPGA的數(shù)字視頻信號(hào)發(fā)生器。整個(gè)系統(tǒng)包括硬件平臺(tái)和圖像格式轉(zhuǎn)換軟件兩大部分。硬件平臺(tái)本身即為獨(dú)立的信號(hào)發(fā)生器，可以生成多種測(cè)試圖像。配備了圖像格式轉(zhuǎn)換軟件，就可以實(shí)現(xiàn)硬件平臺(tái)從PC機(jī)接收各種靜態(tài)測(cè)試圖像、動(dòng)態(tài)測(cè)試序列，不斷更新測(cè)試圖像庫。整個(gè)系統(tǒng)具有良好的硬件體系結(jié)構(gòu)、便捷的輸入接口，穩(wěn)定的信號(hào)輸出，同時(shí)操作靈活、方便，易于升級(jí)更新。 在系統(tǒng)的開發(fā)過程中，使用了多種硬件、軟件開發(fā)工具，如PROTEL DXP、ISE、MODEL SIM、MATLAB、C＃．NET等。由于軟硬件調(diào)試均由同一人完成，因此整個(gè)系統(tǒng)具備良好的統(tǒng)一性和兼容性。 另外，作者還研究并設(shè)計(jì)了一種針對(duì)H.264編解碼器壓縮損傷的測(cè)試信號(hào)。評(píng)估一個(gè)編碼器的性能可采用主觀評(píng)價(jià)或客觀評(píng)價(jià)兩種方法。其中主觀評(píng)價(jià)最為直接、有效。本文在依托主觀評(píng)價(jià)方法的基礎(chǔ)上，結(jié)合客觀參數(shù)的指導(dǎo)性，研究并設(shè)計(jì)一種通過人眼就可以方便的觀測(cè)到實(shí)際存在的壓縮損傷的測(cè)試信號(hào)，以達(dá)到直接對(duì)編解碼器性能進(jìn)行比較的目的。
標(biāo)簽： FPGA 數(shù)字視頻 信號(hào)發(fā)生器
上傳時(shí)間： 2013-07-19
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本文設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了基于FPGA的數(shù)字下變頻器DDC，用于寬帶數(shù)字中頻軟件無線電接收機(jī)中。采用自上向下的模塊化設(shè)計(jì)方法，將DDC的功能劃分為基本單元，實(shí)現(xiàn)這些功能模塊并組成模塊庫。在具體應(yīng)用時(shí)，優(yōu)化配置各個(gè)模塊來滿足具體無線通信系統(tǒng)性能的要求。這樣做比傳統(tǒng)ASIC數(shù)字下變頻器具有更好的可編程性和靈活性，從而滿足不同的工程設(shè)計(jì)需求。 首先闡述了軟件無線電中關(guān)鍵的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，包括中頻處理中的下變頻技術(shù)、抽取技術(shù)以及帶通采樣技術(shù)。利用MATLAB的Simulink完成了對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的正確性。之后用QuartusII進(jìn)行了基于FPGA抽取濾波器和NCO等關(guān)鍵模塊的設(shè)計(jì)，編譯后進(jìn)行了時(shí)序仿真，最后在PCB板上實(shí)現(xiàn)了實(shí)際電路并應(yīng)用于工程項(xiàng)目中。
標(biāo)簽： FPGA 數(shù)字下變頻
上傳時(shí)間： 2013-08-05
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本文主要對(duì)數(shù)字下變頻器的FPGA實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行了研究分析，重點(diǎn)完成了其主要模塊的設(shè)計(jì)驗(yàn)證，最后進(jìn)行了初步的系統(tǒng)級(jí)驗(yàn)證。目標(biāo)任務(wù)是利用FPGA實(shí)現(xiàn)一個(gè)單通道專用數(shù)字下變頻芯片，以目前得到廣泛應(yīng)用的、代表單通道DDC器件領(lǐng)先水平的產(chǎn)品——美國Intersil公司的HSP50214B為設(shè)計(jì)目標(biāo)，在整體結(jié)構(gòu)和一些參數(shù)上參考了該芯片的設(shè)計(jì)。 本文在深入學(xué)習(xí)軟件無線電理論基礎(chǔ)、數(shù)字信號(hào)處理的相關(guān)等相關(guān)知識(shí)的基礎(chǔ)上，分析研究了基于FPGA的軟件無線電數(shù)字下變頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)方法，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的主要工作是設(shè)定整體系統(tǒng)方案、進(jìn)行模塊劃分和接口定義；對(duì)各個(gè)設(shè)計(jì)中主要的相關(guān)算法進(jìn)行分析比較，確定模塊的實(shí)現(xiàn)方式；運(yùn)用FPGA的設(shè)計(jì)方法，完成數(shù)字下變頻器中NCO、CIC積分梳狀濾波抽取器和FIR濾波器等關(guān)鍵模塊分析設(shè)計(jì)、及其仿真等；最后在Altera公司的StratixII EP2S60的專用開發(fā)板上進(jìn)行系統(tǒng)的初步調(diào)試與測(cè)試。由于系統(tǒng)的復(fù)雜性、時(shí)間和個(gè)人精力等因素，本文完成了模塊的邏輯設(shè)計(jì)及仿真驗(yàn)證，系統(tǒng)總體的整合、仿真驗(yàn)證還未徹底完成。但是已經(jīng)得到驗(yàn)證結(jié)果表明，此次的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和思想是正確的，本人下一步需要做的工作就是完成系統(tǒng)整體的仿真和驗(yàn)證，并將其功能加以完善。
標(biāo)簽： FPGA 數(shù)字下變頻
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