這是我們的電路分析課件,希望能幫到正在學將要學想要學這門課的同志們
標簽: 電路分析基礎
上傳時間: 2013-06-10
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在現代電子系統中,數字化已經成為發展的必然趨勢,接收機數字化是電子系統數字化中的一項重要內容,對數字化接收機的研究具有重要的意義。隨著數字化理論和微電子技術的迅速發展,高速的中頻數字化接收機的實現已經成為可能。本文研究了一種基于FPGA的軟件無線電數字接收平臺的設計,并著重研究了其中數字中頻處理單元的設計和實現。FPGA器件具有設計靈活、開發周期短和開發成本低等優點,所以廣泛應用于各種通信系統中。相比于傳統的DSP串行結構,FPGA能夠進行流水線性設計,對數據進行并行處理,所以FPGA在進行數據量大,要求實時處理的系統設計時有很大的優勢。 本文首先首先分析了軟件無線電當前的發展趨勢及技術現狀,針對存在的處理速度跟不上的DSP瓶頸問題,提出了中頻軟件無線電的FPGA實現方案。本文以FPGA實現為重點,在深入分析軟件無線電相關理論的基礎上,著重研究和完成了中頻軟件無線電數字接收平臺兩大模塊的FPGA實現:數字下變頻相關模塊和數字調制解調模塊。其中,在深入研究數字下變頻實現結構的基礎上,首先對數字下變頻模塊的數控振蕩器(NCO)采用了直接頻率合成技術(DDS)實現,其頻率分辨率高,靈活,易于實現;高效抽取濾波器組由積分梳狀濾波器(CIC),半帶濾波器(HB),FIR濾波器組成。對積分梳狀濾波器(CIC)本文采用了Hogenaur“剪除”理論對內部寄存器的位寬進行改進,極大地節約了資源,提高了運行速率。對FIR濾波器和半帶濾波器采用了(DA)分布式算法,它的運行速度只與數據的寬度有關,只有加減法運算和二進制除法,既縮減了系統資源又大大節省了運算時間,實現了高效的實時處理。對數字調制解調模塊,重點研究和完成了2ASK和2FSK的調制解調的FPGA實現,模塊有很好的通用性,能方便地移植到其它的系統中。在文章的最后還對整個系統進行了Matlab仿真,驗證了系統設計思想的正確性。在系統各個關鍵模塊的設計過程中,都是先依據一定的設計指標進行verilog編程,然后再在Quartus軟件中編譯,時序仿真測試,并與Matlab仿真結果進行對比,驗證設計的正確性。
上傳時間: 2013-05-18
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并行總線PATA從設計至今已快20年歷史,如今它的缺陷已經嚴重阻礙了系統性能的進一步提高,已被串行ATA(Serial ATA)即SATA總線所取代。SATA作為新一代磁盤接口總線,采用點對點方式進行數據傳輸,內置數據/命令校驗單元,支持熱插拔,具有150MB/s(SATA1.0)或300MB/s(SATA2.0)的傳輸速度。目前SATA已在存儲領域廣泛應用,但國內尚無獨立研發的面向FPGA的SATAIP CORE,在這樣的條件下設計面向FPGA應用的SATA IP CORE具有重要的意義。 本論文對協議進行了詳細的分析,建立了SATA IP CORE的層次結構,將設備端SATA IP CORE劃分成應用層、傳輸層、鏈路層和物理層;介紹了實現該IPCORE所選擇的開發工具、開發語言和所選用的芯片;在此基礎上著重闡述協議IP CORE的設計,并對各個部分的設計予以分別闡述,并編碼實現;最后進行綜合和測試。 采用FPGA集成硬核RocketIo MGT(RocketIo Multi-Gigabit Transceiver)實現了1.5Gbps的串行傳輸鏈路;設計滿足協議需求、適合FPGA設計的并行結構,實現了多狀態機的協同工作:在高速設計中,使用了流水線方法進行并行設計,以提高速度,考慮到系統不同部分復雜度的不同,設計采用部分流水線結構;采用在線邏輯分析儀Chipscope pro與SATA總線分析儀進行片上調試與測試,使得調試工作方便快捷、測試數據準確;嚴格按照SATA1.0a協議實現了SATA設備端IP CORE的設計。 最終測試數據表明,本論文設計的基于FPGA的SATA IP CORE滿足協議需求。設計中的SATA IP CORE具有使用方便、集成度高、成本低等優點,在固態電子硬盤SSD(Solid-State Disk)開發中應用本設計,將使開發變得方便快捷,更能夠適應市場需求。
上傳時間: 2013-06-21
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隨著圖像聲納技術的發展,對于大數據量圖像數據的壓縮成為必須要解決的一個課題。本文結合水聲圖像特點,應用VerilogHDL 語言在Quartus Ⅱ軟件環境下設計實現了JPEG基本模式編解碼器。 JPEG是國際標準化組織(ISO)和CCITT 聯合制定的靜態圖像的壓縮標準,是目前最常使用的圖像存儲格式。 論文首先介紹了JPEG編碼的基本原理,然后根據編碼的流程從總體結構上對JPEG編碼器進行了模塊劃分。對于2D—DCT變換采用了行列分離的快速算法;針對水聲圖像特點采用了DC系數直接編碼。以一幅真實的水聲圖像作為JPEG編碼器的測試輸入,對編碼器輸出的碼流經過軟件編程后正確顯示出了JPEG圖片,并分析了壓縮圖像效果和質量。 JPEG解碼器采用了和JPEG編碼器對稱的模塊劃分,2D—IDCT變換同樣采用了行列分離的快速算法;根據JPEG標準中哈夫曼編碼的特點,哈夫曼解碼采用了濃縮哈夫曼表法,降低了存儲資源,提高了解碼速度。對經本文設計的JPEG解碼器解碼后的圖片和原圖片進行了比較分析,結果表明本設計滿足要求。
上傳時間: 2013-05-25
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隨著社會的發展,人們對電力需求特別是電能質量的要求越來越高。但由于非線性負荷大量使用,卻帶來了嚴重的電力諧波污染,給電力系統安全、穩定、高效運行帶來嚴重影響,給供用電設備造成危害。如何最大限度的減少諧波造成的危害,是目前電力系統領域極為關注的問題。諧波檢測是諧波研究中重要分支,是解決其它相關諧波問題的基礎。因此,對諧波的檢測和研究,具有重要的理論意義和實用價值。 目前使用的電力系統諧波檢測裝置,大多基于微處理器設計。微處理器是作為整個系統的核心,它的性能高低直接決定了產品性能的好壞。而這種微處理器為主體構成的應用系統,存在效率低、資源利用率低、程序指針易受干擾等缺點。由于微電子技術的發展,特別是專用集成電路ASIC(ApplicationSpecificIntegratedCircuit)設計技術的發展,使得設計電力系統諧波檢測專用的集成電路成為可能,同時為諧波檢測裝置的硬件設計提供了一個新的發展途徑。本文目標就是設計電力系統諧波檢測專用集成電路,從而可以實現對電力系統諧波的高精度檢測。采用專用集成電路進行諧波檢測裝置的硬件設計,具有體積小,速度快,可靠性高等優點,由于應用范圍廣,需求量大,電力系統諧波檢測專用集成電路具有很好的應用前景。 本文首先介紹了國內外現行諧波檢測標準,調研了電力系統諧波檢測的發展趨勢;隨后根據裝置的功能需求,特別是依據其中諧波檢測國標參數的測量算法,為系統選定了基于FPGA的SOPC設計方案。 本文分析了電力系統諧波檢測專用集成電路的功能模型,對專用集成電路進行了模塊劃分。定義了各模塊的功能,并研究了模塊間的連接方式,給出了諧波檢測專用集成電路的并行結構。設計了基于FPGA的諧波檢測專用集成電路設計和驗證的硬件平臺。配合專用集成電路的電子設計自動化(EDA)工具構建了智能監控單元專用集成電路的開發環境。 在進行FPGA具體設計時,根據待實現功能的不同特點,分為用戶邏輯區域和Nios處理器模塊兩個部分。用戶邏輯區域控制A/D轉換器進行模擬信號的采樣,并對采樣得到的數字量進行諧波分析等運算。然后將結果存入片內的雙口RAM中,等待Nios處理器的訪問。Nios處理器對數據處理模塊的結果進一步處理,得到其各自對應的最終值,并將結果通過串行通信接口發送給上位機。 最后,對設計實體進行了整體的編譯、綜合與優化工作,并通過邏輯分析儀對設計進行了驗證。在實驗室條件下,對監測指標的運算結果進行了實驗測量,實驗結果表明該監測裝置滿足了電力系統諧波檢測的總體要求。
上傳時間: 2013-04-24
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Linux系統分析與高級編程技術 一共31章節
上傳時間: 2013-06-04
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衛星導航定位系統可以為公路、鐵路、空中和海上的交通運輸工具提供導航定位服務。它能夠軍民兩用,戰略作用與商業利益并舉。只要持有便攜式接收機,則無論身處陸地、海上還是空中,都能收到衛星發出的特定信號。接收機選取至少四顆衛星發出的信號進行分析,就能確定接收機持有者的位置。 GPS導航定位接收機的理論基礎即是擴頻通信理論,擴頻通信技術與常規的通信技術相比,具有低截獲率,強抗噪聲,抗干擾性,具有信息隱蔽和多址通信等特點,目前己從軍事領域向民用領域迅速發展,成為進入信息時代的高新技術通信傳輸方式之一。擴頻通信技術中,最常見的是直接序列擴頻通信(DSSS)系統,本文所研究的就是這一類系統。 目前在衛星信號的捕獲上一般使用兩種方法:順序捕獲方法(時域法,基于大規模并行相關器)和并行捕獲方法(頻域法,基于FFT)。本文在第二章分別分析了現有順序捕獲和并行捕獲技術的原理,并給出了它們的優缺點。 本文第三章對長碼的直接捕獲進行了深入的研究,基于對國內外相關文獻中長碼直捕方法的分析與對比,并且結合在實際過程中硬件資源需求的考慮,應用了基于分段補零循環相關和FFT搜索頻偏的直捕方法。此方法大大減少了計算量,加快了信號捕獲的速度。本方法利用FFT實現接收信號與本地長碼的并行相關,同時完成頻偏的搜索,將傳統的二維搜索轉換為并行的一維搜索,從而能快速實現長碼捕獲。 GPS信號十分微弱,靈敏度低,在戰場環境下,GPS接收機會面臨各種人為的干擾。如何從復雜的干擾信號中實現對GPS信號的捕獲,即抗干擾技術的研究,是GPS也是本文研究一個的方面。第四章即研究了GPS接收機干擾抑制算法,在強干擾環境下,需要借助信號處理技術在不增加信號帶寬的條件下提高系統的抗干擾能力,以保證后續捕獲跟蹤模塊有充足的處理增益。 本文在第五章給出了GPS接收機長碼捕獲以及干擾抑制的FPGA實現方案,并對各主要子模塊進行了詳細地分析?;拘徒邮諜C中長碼捕獲采用頻域方法,選用Altera StratixⅡ EP2S180芯片實現;抗干擾型接收機中選用Xilinx xc4vlx100芯片。實現了各模塊的單獨測試和整個系統的聯調,通過聯調驗證,本文提出的長碼直接捕獲方法正確、可行。 本文提出的長碼直捕方法可以在不需要C/A碼輔助捕獲下完成對長碼的直接捕獲,可以應用于GPS接收機,監測站接收機的同步等,對我國自主研發導航定位接收機也有重大的現實及經濟意義。
上傳時間: 2013-06-18
上傳用戶:wang5829
文章開篇提出了開發背景。認為現在所廣泛應用的開關電源都是基于傳統的分立元件組成的。它的特點是頻率范圍窄、電力小、功能少、器件多、成本較高、精度低,對不同的客戶要求來“量身定做”不同的產品,同時幾乎沒有通用性和可移植性。在電子技術飛速發展的今天,這種傳統的模擬開關電源已經很難跟上時代的發展步伐。 隨著DSP、ASIC等電子器件的小型化、高速化,開關電源的控制部分正在向數字化方向發展。由于數字化,使開關電源的控制部分的智能化、零件的共通化、電源的動作狀態的遠距離監測成為了可能,同時由于它的智能化、零件的共通化使得它能夠靈活地應對不同客戶的需求,這就降低了開發周期和成本。依靠現代數字化控制和數字信號處理新技術,數字化開關電源有著廣闊的發展空間。 在數字化領域的今天,最后一個沒有數字化的堡壘就是電源領域。近年來,數字電源的研究勢頭與日俱增,成果也越來越多。雖然目前中國制造的開關電源占了世界市場的80%以上,但都是傳統的比較低端的模擬電源。高端市場上幾乎沒有我們份額。 本論文研究的主要內容是在傳統開關電源模擬調節器的基礎上,提出了一種新的數字化調節器方案,即基于DSP和FPGA的數字化PID調節器。論文對系統方案和電路進行了較為具體的設計,并通過測試取得了預期結果。測試證明該方案能夠適合本行業時代發展的步伐,使系統電路更簡單,精度更高,通用性更強。同時該方案也可用于相關領域。 本文首先分析了國內外開關電源發展的現狀,以及研究數字化開關電源的意義。然后提出了數字化開關電源的總體設計框圖和實現方案,并與傳統的開關電源做了較為詳細的比較。本論文的設計方案是采用DSP技術和FPGA技術來做數字化PID調節,通過數字化PID算法產生PWM波來控制斬波器,控制主回路。從而取代傳統的模擬PID調節器,使電路更簡單,精度更高,通用性更強。傳統的模擬開關電源是將電流電壓反饋信號做PID調節后--分立元器件構成,采用專用脈寬調制芯片實現PWM控制。電流反饋信號來自主回路的電流取樣,電壓反饋信號來自主回路的電壓采樣。再將這兩個信號分別送至電流調節器和電壓調節器的反相輸入端,用來實現閉環控制。同時用來保證系統的穩定性及實現系統的過流過壓保護、電流和電壓值的顯示。電壓、電流的給定信號則由單片機或電位器提供。再次,文章對各個模塊從理論和實際的上都做了仔細的分析和設計,并給出了具體的電路圖,同時寫出了軟件流程圖以及設計中應該注意的地方。整個系統由DSP板和ADC板組成。DSP板完成PWM生成、PID運算、環境開關量檢測、環境開關量生成以及本地控制。ADC板主要完成前饋電壓信號采集、負載電壓信號采集、負載電流信號采集、以及對信號的一階數字低通濾波。由于整個系統是閉環控制系統,要求采樣速率相當高。本系統采用FPGA來控制ADC,這樣就避免了高速采樣占用系統資源的問題,減輕了DSP的負擔。DSP可以將讀到的ADC信號做PID調節,從而產生PWM波來控制逆變橋的開關速率,從而達到閉環控制的目的。 最后,對數字化開關電源和模擬開關電源做了對比測試,得出了預期結論。同時也提出了一些需要改進的地方,認為該方案在其他相關行業中可以廣泛地應用。模擬控制電路因為使用許多零件而需要很大空間,這些零件的參數值還會隨著使用時間、溫度和其它環境條件的改變而變動并對系統穩定性和響應能力造成負面影響。數字電源則剛好相反,同時數字控制還能讓硬件頻繁重復使用、加快上市時間以及減少開發成本與風險。在當前對產品要求體積小、智能化、共通化、精度高和穩定度好等前提條件下,數字化開關電源有著廣闊的發展空間。本系統來基本上達到了設計要求。能夠滿足較高精度的設計要求。但對于高精度數字化電源,系統還有值得改進的地方,比如改進主控器,提高參考電壓的精度,提高采樣器件的精度等,都可以提高系統的精度。 本系統涉及電子、通信和測控等技術領域,將數字PID算法與電力電子技術、通信技術等有機地結合了起來。本系統的設計方案不僅可以用在電源控制器上,只要是相關的領域都可以采用。
上傳時間: 2013-06-29
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基于FPGA芯片的功能仿真平臺構建及靜態時序分析
上傳時間: 2013-06-28
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隨著電子技術和計算機技術的飛速發展,視頻圖像處理技術近年來得到極大的重視和長足的發展,其應用范圍主要包括數字廣播、消費類電子、視頻監控、醫學成像及文檔影像處理等領域。當前視頻圖像處理主要問題是當處理的數據量很大時,處理速度慢,執行效率低。而且視頻算法的軟件和硬件仿真和驗證的靈活性低。 本論文首先根據視頻信號的處理過程和典型視頻圖像處理系統的構成提出了基于FPGA的視頻圖像處理系統總體框圖;其次選擇視頻轉換芯片SAA7113,完成視頻圖像采集模塊的設計,主要分三步完成:1)配置視頻轉換芯片的工作模式,完成視頻轉化芯片SAA7113的初始化:2)通過分析輸出數據流的格式標準,來識別奇偶場信號、場消隱信號和有效行數據的開始和結束信號三種控制信號,并根據控制信號,用Verilog硬件描述語言編程實現圖像數據的采集;3)分析SRAM的讀寫控制時序,采用兩塊SRAM完成圖像數據的存儲。然后編寫軟件測試文件,在ISE Simulator仿真環境進行程序測試與運行,并分析仿真結果,驗證了數據采集和存儲的正確性;最后,對常用視頻圖像算法的MATLAB仿真,選擇適當的算子,采用工具MATLAB、System Generator for DSP和ISE,利用模塊構建方式,搭建視頻算法平臺,實現圖像平滑濾波、銳化濾波算法,在Simulink中仿真并自動生成硬件描述語言和網表,對資源的消耗做簡要分析。 本論文的創新點是采用新的開發環境System Generator for DSP實現視頻圖像算法。這種開發視頻圖像算法的方式靈活性強、設計周期短、驗證方便、是視頻圖像處理發展的必然趨勢。
上傳時間: 2013-05-20
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