交流電源供電方式正在由集中式向分布式、全功能式發展,而實現分布式電源的核心就是模塊的并聯技術。多臺逆變器并聯可以實現大容量供電和冗余供電,可大大提高系統的靈活性,使電源系統的體積重量大為降低,同時其主開關器件的電流應力也可大大減少,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技術。 本文首先對電壓、電流雙閉環逆變器控制系統進行了研究。通過對傳遞函數的分析,得到了基于等效輸出阻抗的雙閉環控制的逆變器并聯系統模型。在分析逆變器模型的基礎上設計了各控制器參數,并通過MATLAB仿真進行了驗證。根據上述模型,分析了逆變器并聯的環流特性,以及基于有功和無功功率的并聯控制方案。 隨著電子技術的不斷發展,FPGA技術正在越來越多地用于工程實踐中。本文在研究SPWM控制技術的基礎上,應用FPGA芯片EP1C12Q240C8實現了SPWM數字控制器,用于多模塊逆變器并聯控制系統。文中給出了仿真結果和芯片的測試結果。 基于FPGA的三相逆變器并聯數字控制器的研究具有現實意義,設計具有創新性。仿真和芯片的初步測試結果表明:本文設計的基于FPGA的逆變器并聯數字控制器能夠滿足逆變器并聯系統的要求。
上傳時間: 2013-08-05
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隨著數字技術的高速發展,越來越多的針對數字視頻壓縮、傳送、顯示等的設備涌入市場。要從這些良莠不齊的產品中挑選出令人滿意的商品,一套良好的數字視頻測試設備就必不可少。然而,現階段大多數數字視頻信號源都存在不同的缺點,如測試圖像種類太少、沒有動態測試源、缺乏專用測試信號等。為有效克服這些缺陷,作者設計并開發了一套基于FPGA的數字視頻信號發生器。整個系統包括硬件平臺和圖像格式轉換軟件兩大部分。硬件平臺本身即為獨立的信號發生器,可以生成多種測試圖像。配備了圖像格式轉換軟件,就可以實現硬件平臺從PC機接收各種靜態測試圖像、動態測試序列,不斷更新測試圖像庫。整個系統具有良好的硬件體系結構、便捷的輸入接口,穩定的信號輸出,同時操作靈活、方便,易于升級更新。 在系統的開發過程中,使用了多種硬件、軟件開發工具,如PROTEL DXP、ISE、MODEL SIM、MATLAB、C#.NET等。由于軟硬件調試均由同一人完成,因此整個系統具備良好的統一性和兼容性。 另外,作者還研究并設計了一種針對H.264編解碼器壓縮損傷的測試信號。評估一個編碼器的性能可采用主觀評價或客觀評價兩種方法。其中主觀評價最為直接、有效。本文在依托主觀評價方法的基礎上,結合客觀參數的指導性,研究并設計一種通過人眼就可以方便的觀測到實際存在的壓縮損傷的測試信號,以達到直接對編解碼器性能進行比較的目的。
上傳時間: 2013-07-19
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本文設計和實現了基于FPGA的數字下變頻器DDC,用于寬帶數字中頻軟件無線電接收機中。采用自上向下的模塊化設計方法,將DDC的功能劃分為基本單元,實現這些功能模塊并組成模塊庫。在具體應用時,優化配置各個模塊來滿足具體無線通信系統性能的要求。這樣做比傳統ASIC數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計需求。 首先闡述了軟件無線電中關鍵的數字信號處理技術,包括中頻處理中的下變頻技術、抽取技術以及帶通采樣技術。利用MATLAB的Simulink完成了對系統的設計與仿真,驗證了設計的正確性。之后用QuartusII進行了基于FPGA抽取濾波器和NCO等關鍵模塊的設計,編譯后進行了時序仿真,最后在PCB板上實現了實際電路并應用于工程項目中。
上傳時間: 2013-08-05
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研制發射微小衛星,是我國利用空間技術服務經濟建設、造福人類的重要途徑?,F代微小衛星在短短20年里能取得長足的發展,主要取決于微小衛星自身的一系列特點:重量輕,體積小,成本低,性能高,安全可靠,發射方便、快捷靈活等。在衛星通信系統中,由于傳輸信道的多徑和各種噪聲的影響,信號在接收端會引起差錯,通過信道編碼環節,可對這些不可避免的差錯進行檢測和糾正。 在微小衛星通信鏈路中,信道編碼器的任務是差錯控制。本文采用符合空間數據系統咨詢委員會CCSDS標準的鏈接碼進行信道編碼,即內碼為(2,1,6)的卷積碼,外碼為(255,223)的RS碼,中間進行交織操作。其中,里德-索羅蒙碼(簡稱RS碼)是一種重要的非二進制BCH碼,是分組碼中糾錯能力最強的糾錯碼,一次可以糾正多個突發錯誤,廣泛地用于空間通信中。 本文針對南京航空航天大學自行研制的微小衛星通信分系統的技術要求,在用SystemView和C語言仿真的基礎上,用硬件描述語言Verilog設計了RS(255,223)編碼器和譯碼器,使用Modelsim軟件進行了功能仿真,并通過Xilinx公司的軟件ISE對設計進行綜合、布局布線,最后生成可下載的比特流文件下載到Xilinx公司的型號為XC3S2000的FPGA芯片中,完成了電路的設計并實現了編碼譯碼的功能,表明本文設計的信道編解碼器的正確性和實用性,滿足了微小衛星通信分系統的技術要求。
上傳時間: 2013-08-01
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可靠通信要求消息從信源到信宿盡量無誤傳輸,這就要求通信系統具有很好的糾錯能力,如使用差錯控制編碼。自仙農定理提出以來,先后有許多糾錯編碼被相繼提出,例如漢明碼,BCH碼和RS碼等,而C。Berrou等人于1993年提出的Turbo碼以其優異的糾錯性能成為通信界的一個里程碑。 然而,Turbo碼迭代譯碼復雜度大,導致其譯碼延時大,故而在工程中的應用受到一定限制,而并行Turbo譯碼可以很好地解決上述問題。本論文的主要工作是通過硬件實現一種基于幀分裂和歸零處理的新型并行Turbo編譯碼算法。論文提出了一種基于多端口存儲器的并行子交織器解決方法,很好地解決了并行訪問存儲器沖突的問題。 本論文在現場可編程門陣列(FPGA)平臺上實現了一種基于幀分裂和籬笆圖歸零處理的并行Turbo編譯碼器。所實現的并行Turbo編譯碼器在時鐘頻率為33MHz,幀長為1024比特,并行子譯碼器數和最大迭代次數均為4時,可支持8.2Mbps的編譯碼數掘吞吐量,而譯碼時延小于124us。本文還使用EP2C35FPGA芯片設計了系統開發板。該開發板可提供高速以太網MAC/PHY和PCI接口,很好地滿足了通信系統需求。系統測試結果表明,本文所實現的并行Turbo編譯碼器及其開發板運行正確、有效且可靠。 本論文主要分為五章,第一章為緒論,介紹Turbo碼背景和硬件實現相關技術。第二章為基于幀分裂和歸零的并行Turbo編碼的設計與實現,分別介紹了編碼器和譯碼器的RTL設計,還提出了一種基于多端口存儲器的并行子交織器和解交織器設計。第三章討論了使用NIOS處理器的SOC架構,使用SOC架構處理系統和基于NIOSII處理器和uC/0S一2操作系統的架構。第四章介紹了FPGA系統開發板設計與調試的一些工作。最后一章為本文總結及其展望。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著多媒體編碼技術的發展,視頻壓縮標準在很多領域都得到了成功應用,如視頻會議(H.263)、DVD(MPEG-2)、機頂盒(MPEG-2)等等,而網絡帶寬的不斷提升和高效視頻壓縮技術的發展使人們逐漸把關注的焦點轉移到了寬帶網絡數字電視(IPTV)、流媒體等基于傳輸的業務上來。帶寬的增加為流式媒體的發展鋪平了道路,而高效的視頻壓縮標準的出臺則是流媒體技術發展的關鍵。H.264/AVC是由國際電信聯合會和國際標準化組織共同發展的下一代視頻壓縮標準之一。新標準中采用了新的視頻壓縮技術,如多模式幀間預測、1/4像素精度預測、整數DCT變換、變塊尺寸運動補償、基于上下文的二元算術編碼(CABAC)、基于上下文的變長編碼(CAVLC)等等,這些技術的采用大大提高了視頻壓縮的效率,更有利于寬帶網絡數字電視(IPTV)、流媒體等基于傳輸的業務的實現。 本文主要根據視頻會議應用的需要對JM8.6代碼進行優化,目標是實現基于Baseline的低復雜度的CIF編碼器,并對部分功能模塊進行電路設計。在設計方法上采用自頂向下的設計方法,首先對H.264編碼器的C代碼和算法進行優化,并對優化后的結果進行測試比較,結果顯示在圖像質量沒有明顯降低的情況下,H.264編碼器編碼CIF格式視頻每秒達到15幀以上,滿足了視頻會議應用的實時性要求。然后,以C模型為參考對H.264編碼器的部分功能模塊電路進行設計。采用Verilog HDL實現了這些模塊,并在Quartus Ⅱ中進行了綜合、仿真、驗證。主要完成了Zig-zag掃描和CAVLC模塊的設計,詳細說明模塊的工作原理和過程,然后進行多組的仿真測試,結果與C模型相應部分的結果一致,證明了設計的正確性。
上傳時間: 2013-06-11
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在數字電視系統中,MPEG-2編碼復用器是系統傳輸的核心環節,所有的節目、數據以及各種增值服務都是通過復用打包成傳輸流傳輸出去。目前,只有少數公司掌握復用器的核心算法技術,能夠采用MPEG-2可變碼率統計復用方法提高帶寬利用率,保證高質量圖像傳輸。由于目前正處廣播電視全面向數字化過渡期間,市場潛力巨大,因此對復用器的研究開發非常重要。本文針對復用器及其接口技術進行研究并設計出成形產品。 文中首先對MPEG-2標準及NIOS Ⅱ軟核進行分析。重點研究了復用器中的部分關鍵技術:PSI信息提取及重構算法、PID映射方法、PCR校正及CRC校驗算法,給出了實現方法,并通過了硬件驗證。然后對復用器中主要用到的AsI接口和DS3接口進行了分析與研究,給出了設計方法,并通過了硬件驗證。 本文的主要工作如下: ●首先對復用器整體功能進行詳細分析,并劃分軟硬件各自需要完成的功能。給出復用器的整體方案以及ASI接口和DS3接口設計方案。 ●在FPGA上采用c語言實現了PSI信息提取與重構算法。 ●給出了實現快速的PID映射方法,并根據FPGA特點給出一種新的PID映射方法,減少了邏輯資源的使用,提高了穩定性。 ●采用Verilog設計了SI信息提取與重構的硬件平臺,并用c語言實現了SDT表的提取與重構算法,在FPGA中成功實現了動態分配內存空間。 ●在FPGA上實現了.ASI接口,主要分析了位同步的實現過程,實現了一種新的快速實現字節同步的設計。 ●在FPGA上實現了DS3接口,提出并實現了一種兼容式DS3接口設計。并對幀同步設計進行改進。 ●完成部分PCB版圖設計,并進行調試監測。 本復用器設計最大特點是將軟件設計和硬件設計進行合理劃分,硬件平臺及接口采用Verilog語言實現,PSI信息算法主要采用c語言實現。這種軟硬件的劃分使系統設計更加靈活,且軟件設計與硬件設計可同時進行,極大的提高了工作效率。 整個項目設計采用verilog和c兩種語言完成,采用Altera公司的FPGA芯片EP1C20,在Quartus和NIOS IDE兩種設計平臺下設計實現。根據此方案已經開發出兩臺帶有ASI和DS3接口的數字電視TS流復用器,經測試達到了預期的性能和技術指標。
上傳時間: 2013-06-10
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回波抵消器在免提電話、無線產品、IP電話、ATM語音服務和電話會議等系統中,都有著重要的應用。在不同應用場合對回波抵消器的要求并不完全相同,本文主要研究應用于電話系統中的電回波抵消器。電回波是由于語音信號在電話網中傳輸時由于阻抗不匹配而產生的。 傳統回波抵消器主要是基于通用DSP處理器實現的,這種回波抵消器在系統實時性要求不高的場合能很好的滿足回波抵消的性能要求,但是在實時性要求較高的場合,其處理速度等性能方面已經不能滿足系統高速、實時的需要?,F代大容量、高速度的FPGA的出現,克服了上訴方案的諸多不足。用FPGA來實現數字信號處理可以很好地解決并行性和速度問題,且其靈活的可配置特性使得FPGA構成的DSP系統非常易于修改、測試和硬件升級。 本文研究目標是如何在FPGA芯片上實現回波抵消器,完成的主要工作有: (1)深入研究了回波抵消器各模塊算法,包括自適應濾波算法、遠端檢測算法、雙講檢測算法、NLP算法、舒適噪聲產生算法,并實現了這些算法的C程序。 (2)深入研究了回波抵消器基于FPGA的設計流程與實現方法,并利用硬件描述語言Verilog HDL實現了各部分算法。 (3)在OuartusⅡ和ModelSim仿真環境下對該系統進行模塊級和系統級的功能仿真、時序仿真和驗證。并在FPGA硬件平臺上實現了該系統。 (4)根據ITU-T G.168的標準和建議,對設計進行了大量的主、客測試,各項測試結果均達到或優于G.168的要求。
上傳時間: 2013-06-23
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視頻監控一直是人們關注的應用技術熱點之一,它以其直觀、方便、信息內容豐富而被廣泛用于在電視臺、銀行、商場等場合。在視頻圖像監控系統中,經常需要對多路視頻信號進行實時監控,如果每一路視頻信號都占用一個監視器屏幕,則會大大增加系統成本。視頻圖像畫面分割器主要功能是完成多路視頻信號合成一路在監視器顯示,是視頻監控系統的核心部分。 傳統的基于分立數字邏輯電路甚至DSP芯片設計的畫面分割器的體積較大且成本較高。為此,本文介紹了一種基于FPGA技術的視頻圖像畫面分割器的設計與實現。 本文對視頻圖像畫面分割技術進行了分析,完成了基于ITU-RBT.656視頻數據格式的畫面分割方法設計;系統采用Xilinx公司的FPGA作為核心控制器,設計了視頻圖像畫面分割器的硬件電路,該電路在FPGA中,將數字電路集成在一起,電路結構簡潔,具有較好的穩定性和靈活性;在硬件電路平臺基礎上,以四路視頻圖像分割為例,完成了I2C總線接口模塊,異步FIFO模塊,有效視頻圖像數據提取模塊,圖像存儲控制模塊和圖像合成模塊的設計,首先,由攝像頭采集四路模擬視頻信號,經視頻解碼芯片轉換為數字視頻圖像信號后送入異步FIFO緩沖。然后,根據畫面分割需要進行視頻圖像數據抽取,并將抽取的視頻圖像數據按照一定的規則存儲到圖像存儲器。最后,按照數字視頻圖像的數據格式,將四路視頻圖像合成一路編碼輸出,實現了四路視頻圖像分割的功能。從而驗證了電路設計和分割方法的正確性。 本文通過由FPGA實現多路視頻圖像的采集、存儲和合成等邏輯控制功能,I2C總線對兩片視頻解碼器進行動態配置等方法,實現四路視頻圖像的輪流采集、存儲和圖像的合成,提高了系統集成度,并可根據系統需要修改設計和進一步擴展功能,同時提高了系統的靈活性。
上傳時間: 2013-04-24
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擴頻通信系統與常規的通信系統相比,具有很強的抗窄帶干擾,抗多徑干擾,抗人為干擾的能力,并具有信息隱蔽、多址保密通信等優點。在近年來得到了迅速的發展。本論文主要討論和實現了基于FPGA的直接序列擴頻信號的解擴解調處理。論文對該直擴通信系統和FPGA設計方法進行了相關研究,最后用Altera公司的最新的FPGA開發平臺Quarus Ⅱ5.0實現了相關設計。 整個系統分為兩個部分,發送部分和接收部分。發送部分主要有串并轉換、差分卷積編碼、PN碼擴頻、QPSK調制、成型濾波等模塊。接收部分主要有前端抗干擾、數字下變頻、解擴解調等模塊。 論文首先介紹了擴頻通信系統的特點以及相關技術的國內外發展現狀,并介紹了本論文的研究思路和內容。 然后,論文分析了幾種常用的窄帶干擾抑制、載波同步及PN碼同步算法,結合實際需要,設計了一種零中頻DSSS解調解擴方案。給出了抗窄帶干擾、PN碼捕獲及跟蹤以及載波同步的算法分析,采用了基于數字外差調制的自適應陷波器來進行前端窄帶干擾抑制處理,用基于自適應門限技術的滑動相關捕獲和分時復用單相關器跟蹤來改善PN碼同步的性能,用基于硬判決的COSTAS(科斯塔斯)環來減少載波提取的算法復雜度,用改進型CORDIC算法實現NCO來方便的進行擴展。 接著,論文給出了系統總體設計和發送及接受子系統的各個功能模塊的實現分析以及在Quartus Ⅱ5.0上的實現細節,給出了仿真結果。 然后論文介紹了整個系統的硬件電路設計和它在真實系統中連機調試所得到的測試結果,結果表明該系統具有性能穩定,靈活性好,生產調試容易,體積小,便于升級等特點并且達到課題各項指標的要求。 最后是對論文工作的一些總結和對今后工作的展望。
上傳時間: 2013-07-04
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