在目前全球能源危機(jī)和溫室效應(yīng)越來越嚴(yán)重的情況下，電動(dòng)車(Electric Vehicle)以其無污染、低噪聲、效率高，便于操作等優(yōu)點(diǎn)，越來越受到人們的青睞。本課題與華中科技大學(xué)辜承林教授聯(lián)合，為蘇州益高電動(dòng)車輛制造有限公司設(shè)計(jì)旅游車無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。課題結(jié)合現(xiàn)代CPU技術(shù)、數(shù)字技術(shù)和電力電子技術(shù)，設(shè)計(jì)了一款以無位置傳感器無刷直流電機(jī)為動(dòng)力的大功率汽車輪轂驅(qū)動(dòng)控制器。 本課題采用辜老師設(shè)計(jì)的“橫向磁通無刷直流電動(dòng)機(jī)”為控制對(duì)象。本文首先分析了無刷直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型和無位置傳感器的反電勢(shì)過零點(diǎn)檢測(cè)的基本原理，從整體上對(duì)控制系統(tǒng)的各個(gè)方面進(jìn)行了討論并確定了整體設(shè)計(jì)方案。在課題中，本人采用DSP 2407A作為控制核心，以功率MOS管為逆變器件，研制出系統(tǒng)硬件，用C語言編制了系統(tǒng)軟件。鑒于該課題在大電流等級(jí)的無刷直流電機(jī)應(yīng)用中，國(guó)內(nèi)外尚無先例，本項(xiàng)目在開發(fā)實(shí)驗(yàn)中，對(duì)無位置傳感器無刷電機(jī)的起動(dòng)和反電勢(shì)過零檢測(cè)作了大量的研究工作，取得許多有益的科研實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。通過對(duì)電機(jī)的起動(dòng)過程和位置檢測(cè)方法進(jìn)行的一些有效改進(jìn)措施，使得電機(jī)達(dá)到較好的運(yùn)行性能和操控特性。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案有效可行，研制的無位置傳感器無刷直流電機(jī)控制器達(dá)到設(shè)計(jì)的預(yù)期基本性能指標(biāo)。
標(biāo)簽： 無刷直流電機(jī) 電動(dòng)汽車 驅(qū)動(dòng)控制器
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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射頻識(shí)別(Radio Frequency Identification，RFID)是一種允許非接觸式數(shù)據(jù)采集的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。其中工作在超高頻(Ultra High Frequency，UHF)頻段的無源RFID系統(tǒng)，由于在物流與供應(yīng)鏈管理等領(lǐng)域的潛在應(yīng)用，近年來得到了人們的廣泛關(guān)注。這種系統(tǒng)所使用的無源標(biāo)簽具有識(shí)別距離長(zhǎng)、體積小、成本低廉等突出特點(diǎn)。目前在市場(chǎng)上出現(xiàn)了各種品牌型號(hào)的UHF RFID無源標(biāo)簽，由于不同品牌型號(hào)的標(biāo)簽在設(shè)計(jì)與制造工藝上的差異，這些標(biāo)簽在性能表現(xiàn)上各不相同，這就給終端用戶選擇合適自己應(yīng)用的標(biāo)簽帶來了困難。RFID基準(zhǔn)測(cè)試就是在實(shí)際部署RFID系統(tǒng)前對(duì)RFID標(biāo)簽的性能進(jìn)行科學(xué)評(píng)估的有效手段。然而為了在常規(guī)實(shí)驗(yàn)室條件下得到準(zhǔn)確公正的測(cè)試結(jié)果，需要對(duì)基準(zhǔn)測(cè)試的性能指標(biāo)及測(cè)試方法學(xué)開展進(jìn)一步的研究。本文正是研究符合EPC Class1 Gen2標(biāo)準(zhǔn)的RFID標(biāo)簽基準(zhǔn)測(cè)試。 本文首先分析了當(dāng)前廣泛應(yīng)用的超高頻無源RFID標(biāo)簽基準(zhǔn)測(cè)試性能指標(biāo)與測(cè)試方法上的局限性與不足之處。例如，在真實(shí)的應(yīng)用環(huán)境中，由于受到各種環(huán)境因素的影響，對(duì)同一品牌型號(hào)的標(biāo)簽，很難得到一致的識(shí)讀距離測(cè)試結(jié)果。另外，在某些測(cè)試場(chǎng)景中，使用識(shí)讀速率作為測(cè)試指標(biāo)，所得到的測(cè)試結(jié)果數(shù)值非常接近，以致分辨度不足以區(qū)分不同品牌型號(hào)標(biāo)簽的性能差異。在這些分析基礎(chǔ)上，本文把路徑損耗引入了RFID基準(zhǔn)測(cè)試，通過有限點(diǎn)的測(cè)量與數(shù)據(jù)擬合分別得到不同類型標(biāo)簽的路徑損耗方程，結(jié)合讀寫器天線的輻射方向圖，進(jìn)一步得到各種標(biāo)簽受限于讀寫器接收靈敏度的覆蓋區(qū)域。無源標(biāo)簽由于其被動(dòng)式能量獲取方式，其實(shí)際工作區(qū)域仍然受限于前向鏈路。本文通過實(shí)驗(yàn)測(cè)試出這些標(biāo)簽的最小激活功率后，得出了各種標(biāo)簽在一定讀寫器發(fā)射功率下的激活區(qū)域。完成這些步驟后，根據(jù)這兩種區(qū)域的交集可以確定標(biāo)簽的工作區(qū)域，從而進(jìn)行標(biāo)簽間的比較并達(dá)到基準(zhǔn)測(cè)試的目的，并能找出限制標(biāo)簽工作范圍的瓶頸。 本文最后從功率損耗的角度研究了標(biāo)簽之間的相互干擾，為用戶在密集部署RFID標(biāo)簽的場(chǎng)景中設(shè)置標(biāo)簽之間的最小間隔距離具有重要的參考意義。
標(biāo)簽： 超高頻 射頻識(shí)別 基準(zhǔn)測(cè)試
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著低壓供電系統(tǒng)中感性負(fù)荷越來越多，電網(wǎng)對(duì)無功電流的需求量急劇增加，為了提高系統(tǒng)供電質(zhì)量和供電效率，必須對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行無功補(bǔ)償。晶閘管投切電容器（TSC）一種簡(jiǎn)單易行的補(bǔ)償措施，并已得到廣泛應(yīng)用。但是長(zhǎng)期以來無功補(bǔ)償裝置中的電容器投切開關(guān)存在功能單一、使用壽命短、開關(guān)沖擊大等不足，這些不足嚴(yán)重制約了補(bǔ)償裝置的發(fā)展。因此開發(fā)大容量快速的集多種功能于一體的電子開關(guān)功率單元將是晶閘管投切電容器（TSC）技術(shù)中長(zhǎng)期研究的主要內(nèi)容，具有很高的實(shí)用價(jià)值。 首先，本文回顧了投切開關(guān)的發(fā)展歷史，并指出它們存在的優(yōu)點(diǎn)和弊端。闡述了晶閘管投切電容器（TSC）的基本工作原理及主電路的組成和實(shí)現(xiàn)手段。 其次，提出功率單元的概念，并介紹了它的組成、功能和作用、對(duì)功率單元各個(gè)組成部分進(jìn)行研究，主要包括根據(jù)系統(tǒng)電壓和電流選擇晶閘管型號(hào)、根據(jù)TSC無過渡過程原理的分析來設(shè)計(jì)過零觸發(fā)模塊、利用補(bǔ)償電容上的工作電壓波形設(shè)計(jì)多功能卡上的工作指示電路、故障檢測(cè)電路，根據(jù)TSC的保護(hù)特點(diǎn)將溫度開關(guān)串入到控制信號(hào)和冷卻風(fēng)扇電路，在溫度過高時(shí)起到對(duì)功率單元的保護(hù)作用。然后在理論及設(shè)計(jì)參數(shù)的基礎(chǔ)上制造功率單元。在已有的TSC補(bǔ)償裝置上對(duì)功率單元的性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，論文所設(shè)計(jì)功率單元能很好的實(shí)現(xiàn)投切電容器的作用，還實(shí)現(xiàn)各種保護(hù)和顯示功能，提高效率和補(bǔ)償效果。 最后，系統(tǒng)地闡述了功率單元作為集成化開關(guān)模塊在無功補(bǔ)償領(lǐng)域的優(yōu)越性，并指出設(shè)計(jì)中需要完善的地方。
上傳時(shí)間： 2013-07-19
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隨著現(xiàn)代電機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)、控制技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)等支撐技術(shù)的快速發(fā)展，先前困擾著交流伺服系統(tǒng)的電機(jī)控制復(fù)雜、調(diào)速性能差等問題取得了突破性的進(jìn)展。交流伺服系統(tǒng)的性能日漸提高，價(jià)格趨于合理。交流伺服系統(tǒng)取代直流伺服系統(tǒng)尤其是在高精度、高性能要求的伺服驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域成了現(xiàn)代伺服控制系統(tǒng)的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。由于感應(yīng)電機(jī)具有結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，制造容易，價(jià)格低廉等優(yōu)勢(shì)，因而感應(yīng)電機(jī)伺服系統(tǒng)具有很好的發(fā)展前景，代表了將來交流伺服技術(shù)的發(fā)展方向。 首先，本文結(jié)合大量的文獻(xiàn)資料，總結(jié)和分析了當(dāng)前交流伺服系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，明確了加強(qiáng)開發(fā)交流感應(yīng)電機(jī)伺服系統(tǒng)的意義。 其次，深入研究了矢量控制的坐標(biāo)變換理論和交流感應(yīng)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型。在此基礎(chǔ)闡述了基于轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的矢量控制原理，建立其相應(yīng)的控制方程。結(jié)合空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)的原理，提出了交流伺服系統(tǒng)的控制方案。 再次，本研究以DSP TMS320F2812A為核心控制單元，以一體化智能功率模塊(ASIPM)為功率電路主體，基于模塊化設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了一臺(tái)軟、硬件結(jié)合的全數(shù)字化控制系統(tǒng)；并對(duì)設(shè)計(jì)中的一些關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行了理論研究和實(shí)踐探索。 最后，對(duì)感應(yīng)電機(jī)伺服系統(tǒng)進(jìn)行了試驗(yàn)研究。本文通過實(shí)驗(yàn)分析，驗(yàn)證了系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的有效性和可行性，并指出了系統(tǒng)進(jìn)一步的改進(jìn)方向。
標(biāo)簽： DSP 交流伺服 控制系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-06-01
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近年來，世界各國(guó)競(jìng)相發(fā)展綠色可再生能源，太陽能因其潔凈、儲(chǔ)量巨大等優(yōu)點(diǎn)倍受青睞。在太陽能的各種應(yīng)用中，光伏發(fā)電倍受關(guān)注。隨著光伏組件價(jià)格的不斷降低和電力電子技術(shù)的發(fā)展，光伏發(fā)電的系統(tǒng)容量和變換設(shè)備的轉(zhuǎn)換效率不斷增加，體積逐漸減小，對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造提出了新的要求。 本文從提高光伏發(fā)電系統(tǒng)整體效率的角度出發(fā)，以光伏發(fā)電系統(tǒng)中電能變換裝置作為研究目標(biāo)，研究光伏發(fā)電中的關(guān)鍵性技術(shù)之一——光伏陣列的最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)。主要研究適用于光伏發(fā)電系統(tǒng)的最大功率點(diǎn)跟蹤變換器的拓?fù)洌谎芯抗夥l(fā)電系統(tǒng)的最大功率點(diǎn)跟蹤變換器的控制方法。論文在分析研究光伏電池的工作原理及輸出特性的基礎(chǔ)上，分析研究了幾種基于DC/DC變換器的最大功率跟蹤算法及各自優(yōu)缺點(diǎn)和適用場(chǎng)合。在拓?fù)溲芯糠矫妫治鲅芯苛薆uck、Boost和全橋電路應(yīng)用于光伏發(fā)電中的優(yōu)缺點(diǎn)以及適用的最佳功率等級(jí)，并對(duì)這三種電路的功率損耗進(jìn)行分析，通過仿真進(jìn)行驗(yàn)證。探討了把軟開關(guān)技術(shù)、三電平技術(shù)應(yīng)用于光伏發(fā)電系統(tǒng)的可行性，并詳細(xì)分析了應(yīng)用于光伏發(fā)電系統(tǒng)的移相全橋ZVS DC/DC變換器電路的換流過程。在理論分析的基礎(chǔ)上，論文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用移相全橋軟開關(guān)DC/DC變換電路作為主電路的MPPT變換器，構(gòu)建了1000W小型獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)，進(jìn)行仿真和實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行損耗分析。證實(shí)了移相全橋ZVS DC/DC變換電路作為中小型光伏發(fā)電系統(tǒng)的前級(jí)變換器，可以在實(shí)現(xiàn)太陽能光伏陣列的最大功率點(diǎn)跟蹤的同時(shí)，保證開關(guān)管實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)，從而提高了系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率和功率密度。
標(biāo)簽： 光伏發(fā)電系統(tǒng) 關(guān)鍵技術(shù)
上傳時(shí)間： 2013-05-23
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本課題是應(yīng)北京奔馳--戴姆勒克萊斯勒汽車制造有限公司的要求而研究的一種射頻信號(hào)源。要求能產(chǎn)生并發(fā)射音樂調(diào)制的射頻信號(hào)，用于其車載收音機(jī)的性能和接收效果的測(cè)試，能使收音機(jī)連續(xù)搜臺(tái)，并且要分多個(gè)頻段對(duì)其收音機(jī)的中波段進(jìn)行逐臺(tái)測(cè)試。因?yàn)橐郧暗能囕d收音機(jī)都是通過電纜有線連接到其收音機(jī)上，但這樣往往得不到實(shí)際效果，而且使用麻煩，所以在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)選擇使用無線射頻(調(diào)幅)信號(hào)源，這樣更容易讓該公司方便使用，系統(tǒng)中還設(shè)計(jì)了很簡(jiǎn)潔的鍵盤和LCD交互界面，使工人操作時(shí)很容易上手。 在考慮系統(tǒng)方案的過程中，我們選擇了少有人涉及的丁類放大器作為首選的放大電路，并使用單片機(jī)作為控制器。單片機(jī)已經(jīng)是一種很成熟的微處理器，能很方便的產(chǎn)生數(shù)字音樂信號(hào)。 本論文的安排如下： 首先概述數(shù)字功率放大器和射頻的發(fā)展及國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況。 第2章對(duì)論文的來源及整體方案做了簡(jiǎn)要的介紹。 第3章對(duì)單片機(jī)數(shù)字部分做了詳細(xì)的論述，講述了數(shù)字信號(hào)的產(chǎn)生原理，分頻系數(shù)的確定，以及各個(gè)硬件的具體功能。 第4章將是本文的重點(diǎn)，論述了數(shù)字功率放大部分的數(shù)學(xué)原理，并詳細(xì)介紹了數(shù)字功放的原理?，F(xiàn)在，數(shù)字功率放大器雖然在射頻領(lǐng)域少有具體應(yīng)用，但數(shù)字世界的發(fā)展步伐將無法停止，這就要求對(duì)原有的傳統(tǒng)意義上的放大電路進(jìn)行改進(jìn)，具有一定的創(chuàng)新意義。 第5章對(duì)濾波網(wǎng)絡(luò)和輸出匹配網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了深入的理論分析和研究，并將研究應(yīng)用于實(shí)際，最終得到了比較滿意的現(xiàn)場(chǎng)效果。 最后一章總結(jié)了在實(shí)際研究中遇到的問題和解決方法，并對(duì)本課題的發(fā)展做了總結(jié)。
上傳時(shí)間： 2013-06-18
上傳用戶：moonkoo7
應(yīng)用于煤礦、石化等易燃易爆環(huán)境的電子設(shè)備必須滿足防爆的要求，本質(zhì)安全型是最佳的防爆形式。本質(zhì)安全型開關(guān)電源具有重量輕、體積小、制造工藝簡(jiǎn)單、成本低、安全性能高等優(yōu)點(diǎn)，因而具有廣闊的發(fā)展前景。單端反激變換器是開關(guān)變換器的一種基本的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在實(shí)際中應(yīng)用比較廣泛，因此對(duì)單端反激變換器進(jìn)行本質(zhì)安全特性分析是本質(zhì)安全開關(guān)電源設(shè)計(jì)的重要基礎(chǔ)。本質(zhì)安全型開關(guān)變換器的設(shè)計(jì)，主要是對(duì)變換器中的儲(chǔ)能元件進(jìn)行設(shè)計(jì)，即變換器中的電感和輸出濾波電容進(jìn)行設(shè)計(jì)。 本文對(duì)變換器的靜態(tài)特性進(jìn)行了深入分析，指出反激變換器存在三種工作模式：CISM-CCM、IISM-CCM和DCM：得出了變換器工作在整個(gè)動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)的最大輸出紋波電壓、最大電感電流和最大輸出短路釋放能量。對(duì)單端反激變換器的本質(zhì)安全特性進(jìn)行了分析，得出輸出本質(zhì)安全型單端反激變換器的非爆炸判斷方法，并通過安全火花試驗(yàn)裝置對(duì)變換器進(jìn)行爆炸性試驗(yàn)，驗(yàn)證了輸出本安判據(jù)的正確性。得出輸出本質(zhì)安全型單端反激變換器的設(shè)計(jì)方法，以同時(shí)滿足輸出紋波電壓和輸出本安要求作為約束條件，得到了本質(zhì)安全型單端反激變換器電感、電容參數(shù)的設(shè)計(jì)范圍。給出了具體實(shí)例，并進(jìn)行仿真和試驗(yàn)研究，仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了理論分析的正確性和設(shè)計(jì)方法的可行性。
上傳時(shí)間： 2013-06-25
上傳用戶：水中浮云
隨著中國(guó)二代導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè)，衛(wèi)星導(dǎo)航的應(yīng)用將普及到各個(gè)行業(yè)，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)的研究與設(shè)計(jì)是該領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。在接收機(jī)的設(shè)計(jì)中，對(duì)于成熟技術(shù)將利用ASIC芯片進(jìn)行批量生產(chǎn)，該芯片是專用芯片，一旦制造成型不能改變。但是對(duì)于正在研究的接收機(jī)技術(shù)，特別是在需要利用接收機(jī)平臺(tái)進(jìn)行提高接收機(jī)性能研究時(shí)，利用FPGA通用可編程門陣列芯片是非常方便的。在FPGA上的研究成果，一旦成熟可以很方便的移植到ASIC芯片，進(jìn)行批量生產(chǎn)。本課題就是基于FPGA研究GPS并行捕獲技術(shù)的硬件電路，著重進(jìn)行了其中一個(gè)捕獲通道的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。 GPS信號(hào)捕獲時(shí)間是影響GPS接收機(jī)性能的一個(gè)關(guān)鍵因素，尤其是在高動(dòng)態(tài)和實(shí)時(shí)性要求高的應(yīng)用中或者對(duì)弱GPS信號(hào)的捕獲方面。因此，本文在滑動(dòng)相關(guān)法基礎(chǔ)上引出了基于FFT的并行快速捕獲方法，采用自頂向下的方法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行總體功能劃分和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并采用自底向上的方法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行功能實(shí)現(xiàn)和驗(yàn)證。 本課題以Xilinx公司的Spartan3E開發(fā)板為硬件開發(fā)平臺(tái)，以ISE9.2i為軟件開發(fā)平臺(tái)，采用Verilog HDL編程實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)。并利用Nemerix公司的GPS射頻芯片NJ1006A設(shè)計(jì)制作了GPS中頻信號(hào)產(chǎn)生平臺(tái)。該平臺(tái)可實(shí)時(shí)地輸出采樣頻率為16.367MHz的GPS數(shù)字中頻信號(hào)。 本課題主要是基于采樣率變換和FFT實(shí)現(xiàn)對(duì)GPS C/A碼的捕獲。該算法利用平均采樣的方法，將信號(hào)的采樣率降低到1.024 MHz，在低采樣率下利用成熟的1024點(diǎn)FFT IP核對(duì)C/A碼進(jìn)行粗捕，給出GPS信號(hào)的碼相位(精度大約為1/4碼片)和載波的多普勒頻率，符合GPS后續(xù)跟蹤的要求。 同時(shí)，由于FFT算法是以資源換取時(shí)間的方法來提高GPS捕獲速度的，所以在設(shè)計(jì)時(shí)，合理地采用FPGA設(shè)計(jì)思想與技巧優(yōu)化系統(tǒng)?；趯?shí)用性的要求，詳細(xì)的給出了基于FFT的GPS并行捕獲各個(gè)模塊的實(shí)現(xiàn)原理、實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)以及仿真結(jié)果。并達(dá)到降低系統(tǒng)硬件資源，能夠快速、高效地實(shí)現(xiàn)對(duì)GPS C/A碼捕獲的要求。 本研究是導(dǎo)航研究所承擔(dān)的國(guó)家863課題“利用多徑信號(hào)提高GNSS接收機(jī)性能的新技術(shù)研究”中關(guān)于接收機(jī)信號(hào)捕獲算法的一部分，對(duì)接收機(jī)的設(shè)計(jì)具有一定的參考價(jià)值。
上傳時(shí)間： 2013-07-22
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現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA，F(xiàn)ield Programmable Gate Array)是可編程邏輯器件的一種，它的出現(xiàn)是隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，設(shè)計(jì)與制造集成電路的任務(wù)已不完全由半導(dǎo)體廠商來獨(dú)立承擔(dān)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)師們更愿意自己設(shè)計(jì)專用集成電路(ASIC，Application Specific Integrated Circuit)．芯片，而且希望ASIC的設(shè)計(jì)周期盡可能短，最好是在實(shí)驗(yàn)室里就能設(shè)計(jì)出合適的ASIC芯片，并且立即投入實(shí)際應(yīng)用之中。現(xiàn)在，F(xiàn)PGA已廣泛地運(yùn)用于通信領(lǐng)域、消費(fèi)類電子和車用電子。 本文中涉及的I/O端口模塊是FPGA中最主要的幾個(gè)大模塊之一，它的主要作用是提供封裝引腳到CLB之間的接口，將外部信號(hào)引入FPGA內(nèi)部進(jìn)行邏輯功能的實(shí)現(xiàn)并把結(jié)果輸出給外部電路，并且根據(jù)需要可以進(jìn)行配置來支持多種不同的接口標(biāo)準(zhǔn)。FPGA允許使用者通過不同編程來配置實(shí)現(xiàn)各種邏輯功能，在IO端口中它可以通過選擇配置方式來兼容不同信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)的I/O緩沖器電路。總體而言，可選的I/O資源的特性包括：IO標(biāo)準(zhǔn)的選擇、輸出驅(qū)動(dòng)能力的編程控制、擺率選擇、輸入延遲和維持時(shí)間控制等。 本文是關(guān)于FPGA中多標(biāo)準(zhǔn)兼容可編程輸入輸出電路(Input/Output Block)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，該課題是成都華微電子系統(tǒng)有限公司FPGA大項(xiàng)目中的一子項(xiàng)，目的為在更新的工藝水平上設(shè)計(jì)出能夠兼容單端標(biāo)準(zhǔn)的I/O電路模塊；同時(shí)針對(duì)以前設(shè)計(jì)的I/O模塊不支持雙端標(biāo)準(zhǔn)的缺點(diǎn)，要求新的電路模塊中擴(kuò)展出雙端標(biāo)準(zhǔn)的部分。文中以低壓雙端差分標(biāo)準(zhǔn)(LVDS)為代表構(gòu)建雙端標(biāo)準(zhǔn)收發(fā)轉(zhuǎn)換電路，與單端標(biāo)準(zhǔn)比較，LVDS具有很多優(yōu)點(diǎn)： (1)LVDS傳輸?shù)男盘?hào)擺幅小，從而功耗低，一般差分線上電流不超過4mA，負(fù)載阻抗為100Ω。這一特征使它適合做并行數(shù)據(jù)傳輸。 (2)LVDS信號(hào)擺幅小，從而使得該結(jié)構(gòu)可以在2.5V的低電壓下工作。 (3)LVDS輸入單端信號(hào)電壓可以從0V到2.4V變化，單端信號(hào)擺幅為400mV，這樣允許輸入共模電壓從0.2V到2.2V范圍內(nèi)變化，也就是說LVDS允許收發(fā)兩端地電勢(shì)有±1V的落差。 本文采用0.18μm1.8V/3.3V混合工藝，輔助Xilinx公司FPGA開發(fā)軟件ISE，設(shè)計(jì)完成了可以用于Virtex系列各低端型號(hào)FPGA的IOB結(jié)構(gòu)，它有靈活的可配置性和出色的適應(yīng)能力，能支持大量的I/O標(biāo)準(zhǔn)，其中包括單端標(biāo)準(zhǔn)，也包括雙端標(biāo)準(zhǔn)如LVDS等。它具有適應(yīng)性的優(yōu)點(diǎn)、可選的特性和考慮到被文件描述的硬件結(jié)構(gòu)特征，這些特點(diǎn)可以改進(jìn)和簡(jiǎn)化系統(tǒng)級(jí)的設(shè)計(jì)，為最終的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)打下基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)中對(duì)包括20種IO標(biāo)準(zhǔn)在內(nèi)的各電器參數(shù)按照用戶手冊(cè)描述進(jìn)行仿真驗(yàn)證，性能參數(shù)已達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)。
標(biāo)簽： FPGA 標(biāo)準(zhǔn) 可編程
上傳時(shí)間： 2013-05-15
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便攜式B型超聲診斷儀具有無創(chuàng)傷、簡(jiǎn)便易行、相對(duì)價(jià)廉等優(yōu)勢(shì)，在臨床中越來越得到廣泛的應(yīng)用。它將超聲波技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)械設(shè)計(jì)與制造及生物醫(yī)學(xué)工程等技術(shù)融合在一起。開展該課題的研究對(duì)提高臨床診斷能力和促進(jìn)我國(guó)醫(yī)療事業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。 便攜式B型超聲診斷儀由人機(jī)交互系統(tǒng)、探頭、成像系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)構(gòu)成。其基本工作過程是：首先人機(jī)交互系統(tǒng)接收到用戶通過鍵盤或鼠標(biāo)發(fā)出的命令，然后成像系統(tǒng)根據(jù)命令控制探頭發(fā)射超聲波，并對(duì)回波信號(hào)處理、合成圖像，最后通過顯示系統(tǒng)完成圖像的顯示。 成像系統(tǒng)作為便攜式B型超聲診斷儀的核心對(duì)圖像質(zhì)量有決定性影響，但以前研制的便攜式B型超聲診斷儀的成像系統(tǒng)在三個(gè)方面存在不足：第一、采用的是單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)，控制精度不高，導(dǎo)致成像系統(tǒng)采樣不精確；第二、采用的數(shù)字掃描變換算法太粗糙，影響超聲圖像的分辨率；第三、它的CPU多采用的是51系列單片機(jī)，測(cè)量速度太慢，同時(shí)也不便于系統(tǒng)升級(jí)和擴(kuò)展。 針對(duì)以上不足，提出了基于FPGA的B型超聲成像系統(tǒng)解決方案，采用Altera公司的EP2C5Q208C8芯片實(shí)現(xiàn)了步進(jìn)電機(jī)步距角的細(xì)分，使電機(jī)旋轉(zhuǎn)更勻速，提高了采樣精度；提出并采用DSTI-ULA算法（Uniform Ladder Algorithm based on Double Sample and Trilinear Interotation）在FPGA內(nèi)實(shí)現(xiàn)數(shù)字掃描變換，提高了圖像分辨率；人機(jī)交互系統(tǒng)采用S3C2410-AL作為CPU，改善了測(cè)量速度和系統(tǒng)的擴(kuò)展性。 通過對(duì)系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)、制作，軟件的編寫、調(diào)試，結(jié)果表明，本文所設(shè)計(jì)的便攜式B型超聲成像系統(tǒng)圖像分辨率高、測(cè)量速度快、體積小、操作方便。本文所設(shè)計(jì)的便攜式B型超聲診斷儀可在野外作業(yè)和搶險(xiǎn)（諸如地震、抗洪）中發(fā)揮作用，同時(shí)也可在鄉(xiāng)村診所中完成對(duì)相關(guān)疾病的診斷工作。
上傳時(shí)間： 2013-05-18
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