近年來微光、紅外、X光圖像傳感器在軍事、科研、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越為廣泛，但由于這些成像器件自身的物理缺陷，視覺效果很不理想，往往需要對圖像進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚恚缘玫竭m合人眼觀察或機(jī)器識別的圖像。因此，市場急需大量高效的實時圖像處理器能夠在傳感器后端對這類圖像進(jìn)行處理。而FPGA的出現(xiàn)，恰恰解決了這個問題。 近十年來，隨著FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，F(xiàn)PGA也逐漸進(jìn)入數(shù)字信號處理領(lǐng)域，尤其在實時圖像處理方面。Xilinx的研究表明，在2000年主要用于DSP應(yīng)用的FPGA的發(fā)貨量，增長了50％；而常規(guī)的DSP大約增長了40％。由于FPGA可無比擬的并行處理能力，使得FPGA在圖像處理領(lǐng)域的應(yīng)用持續(xù)上升，國內(nèi)外，越來越多的實時圖像處理應(yīng)用都轉(zhuǎn)向了FPGA平臺。與PDSP相比，F(xiàn)PGA將在未來統(tǒng)治更多前端(如傳感器)應(yīng)用，而PDSP將會側(cè)重于復(fù)雜算法的應(yīng)用領(lǐng)域。可以說，F(xiàn)PGA是數(shù)字信號處理的一次重大變革。 算法是圖像處理應(yīng)用的靈魂，是硬件得以發(fā)揮其強(qiáng)大功能的根本。”共軛變換”圖像處理方法是一種新型的圖像處理算法，由鄭智捷博士上個世紀(jì)90年代初提出。這種算法使用基元形狀(meta-shape)技術(shù)，而這種技術(shù)的特征正好具備幾何與拓?fù)涞碾p重特性，使得大量不同的基于形態(tài)的灰度圖像處理濾波器可用這種方法實現(xiàn)。該種算法在空域進(jìn)行圖像處理，無需進(jìn)行大量復(fù)雜的算術(shù)運算，算法簡單、快速、高效，易于硬件實現(xiàn)。通過十多年來的實驗與實踐證明，在微光圖像，紅外圖像，X光圖像處理領(lǐng)域，”共軛變換”圖像處理方法確實有其獨特的優(yōu)異性能。本篇論文就針對”共軛變換”圖像處理方法在微光圖像處理領(lǐng)域的應(yīng)用，就如何在FPGA上實現(xiàn)”共軛變換”圖像處理方法展開研究。首先在Matlab環(huán)境下，對常用的圖像增強(qiáng)算法和”共軛變換”圖像處理方法進(jìn)行了比較，并且在設(shè)計制作“FPGA視頻處理開發(fā)平臺”的基礎(chǔ)上，用VHDL實現(xiàn)了”共軛變換”圖像處理方法的基本內(nèi)核并進(jìn)行了算法的硬件實現(xiàn)與效果驗證。此外，本文還詳細(xì)地討論了視頻流的采集及其編碼解碼問題以及I2C總線的FPGA實現(xiàn)。
上傳時間： 2013-04-24
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數(shù)字式π/4-DQPSK是一種線性窄帶調(diào)制技術(shù)，具有頻譜利用率高、頻譜特性好、抗衰落性能強(qiáng)、可用非相干解調(diào)等突出特點。在移動通信、衛(wèi)星通信中得到廣泛應(yīng)用。 本文介紹了π/4-DQPSK調(diào)制解調(diào)的基本原理和各個模塊的設(shè)計實現(xiàn)；完成了調(diào)制解調(diào)算法的Matlab仿真設(shè)計；采用VHDL硬件描述語言在Xilinx公司的ISE5.2開發(fā)環(huán)境下設(shè)計實現(xiàn)各個模塊，通過了時序仿真，實現(xiàn)了正確解調(diào)；分析了在實現(xiàn)過程中，采用1bit差分檢測了誤碼率。文章由推出的誤碼率表達(dá)式得到靜態(tài)高斯噪聲下，信噪比為16dB時誤碼率可達(dá)10-8。用Protel99SE進(jìn)行PCB板設(shè)計，完成程序下載進(jìn)FPGA芯片以及電路調(diào)試，其輸入符號速率200kbps，調(diào)制中頻455kHz。測試結(jié)果驗證了程序的正確，實現(xiàn)了π/4-DQPSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)完成預(yù)定的目標(biāo)。
標(biāo)簽： DQPSK FPGA 數(shù)字式 調(diào)制解調(diào)
上傳時間： 2013-04-24
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隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，可編程邏輯器件取得了迅速的發(fā)展，其功能日益強(qiáng)大，F(xiàn)PGA內(nèi)部可用邏輯資源飛速增長，近來推出的FPGA都針對數(shù)字信號處理的特點做了特定設(shè)計，集成了存儲器、鎖相環(huán)（PLL）、硬件乘法器、DSP模塊等，通過使用各個公司提供的FPGA開發(fā)軟件使用硬件描述語言，可以實現(xiàn)特定的信號處理算法，如FFT、FIR等算法，為電子設(shè)計工程師提供了新的選擇。實時圖像處理系統(tǒng)采用FPGA+DSP的結(jié)構(gòu)來完成整個復(fù)雜的圖像處理算法。將圖像處理算法進(jìn)行分類，F(xiàn)PGA和DSP份協(xié)作發(fā)揮各自的長處，對于算法實現(xiàn)簡單、運算量大、實時性高的這類處理過程由大容量高性能的FPGA實現(xiàn)，DSP則用來處理經(jīng)過預(yù)處理后的圖像數(shù)據(jù)，來運行算法結(jié)構(gòu)復(fù)雜，乘加運算多的算法。整個系統(tǒng)主要包括FPGA處理單元、DSP處理單元以及PCI接口通訊三個部分。主要取得的了以下的研究成果：（1）研究了FPGA的工作原理及應(yīng)用，完成了Stratix芯片的選型。設(shè)計了數(shù)字圖像處理板的電路原理圖和PCB設(shè)計圖。并對電路板進(jìn)行調(diào)試，工作正常。（2）完成了FPGA程序下載電纜的PCB電路設(shè)計，并調(diào)試成功，應(yīng)用到FPGA的調(diào)試下載配置中，取得了良好的實驗與經(jīng)濟(jì)效果。（3）充分利用FPGA的設(shè)計開發(fā)軟件與工具，完成了中值濾波、形態(tài)學(xué)濾波和自適應(yīng)閾值的FPGA實現(xiàn)，并給出了詳細(xì)的實現(xiàn)過程。將算法下載到FPGA芯片，經(jīng)過試驗調(diào)試，達(dá)到要求。（4）研究了PCI接口通訊的實現(xiàn)方式，選用PCI9054芯片實現(xiàn)通訊，完成PCI接口電路設(shè)計，經(jīng)過調(diào)試，實現(xiàn)了中斷、DMA等方式，滿足了數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟆＃?）學(xué)習(xí)了C6701DSP芯片的工作特性以及內(nèi)部功能結(jié)構(gòu)，完成了DSP外圍存儲器的擴(kuò)展、時鐘信號發(fā)生以及電源模塊等外圍電路的設(shè)計。
標(biāo)簽： FPGA DSP 紅外 圖像預(yù)處理
上傳時間： 2013-07-16
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ARM微處理器和嵌入式Linux操作系統(tǒng)為核心的嵌入式技術(shù)，已在很多領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。由于網(wǎng)絡(luò)在未來計算中將發(fā)揮非常重要的作用，因此連通性、網(wǎng)絡(luò)化正逐漸成為嵌入式設(shè)備的發(fā)展方向，嵌入式設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化已經(jīng)成為網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必然趨勢。美國貝爾實驗室預(yù)測未來數(shù)年內(nèi)所能想到的任何有用信息都是由嵌入式設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)供給信息的需求者。 本文設(shè)計和實現(xiàn)了基于ARM處理器的嵌入式系統(tǒng)硬件和軟件解決方案，將Linux移植到LH79520，并且實現(xiàn)了嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信功能。 本文采用NXP公司的LH79520微控制器作為處理器，采用高度集成的以太網(wǎng)芯片DM9000A作為網(wǎng)絡(luò)接口，并且擴(kuò)展了LCD、UART接口。使用APEX作為系統(tǒng)的Bootloader，選擇Linux操作系統(tǒng)進(jìn)行裁剪和移植，編寫了網(wǎng)絡(luò)芯片驅(qū)動程序，使得2.6.22版本內(nèi)核在硬件上穩(wěn)定運行；同時實現(xiàn)了嵌入式平臺和Linux系統(tǒng)之間的網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸。對影響TCP網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速率的因素進(jìn)行了研究，通過對比和測試優(yōu)化了ARM嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸性能。最后，在ARM平臺和Linux主機(jī)端分別實現(xiàn)了采用IPMSG協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)傳輸應(yīng)用程序。 通過測試表明，本文所設(shè)計的嵌入式系統(tǒng)在可用性及操作方便性方面都達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)，使得ARM Linux移植更有效率而且降低成本，具有實際的應(yīng)用價值。
標(biāo)簽： Linux ARM 嵌入式 網(wǎng)絡(luò)
上傳時間： 2013-07-14
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消防部門為什么要引入GIS/GPS技術(shù)?消防部門擔(dān)負(fù)著保護(hù)生命和財產(chǎn)安全的重任，但其可利用的資源卻非常有限。能夠有效利用寶貴信息對消防工作是至關(guān)重要的。這出于多種理由，如：火情的需要，營救力量，戰(zhàn)術(shù)布置，火災(zāi)記錄，反應(yīng)時間等。傳統(tǒng)方法需要大量的圖紙，報告和歷史記錄。這些數(shù)據(jù)來自于不同的地方，而且數(shù)據(jù)格式不一致。因此要花費大量的時間進(jìn)行數(shù)據(jù)搜集、準(zhǔn)備和統(tǒng)一成可用的數(shù)據(jù)格式。如何更高效的搜集利用數(shù)據(jù)，如何進(jìn)一步提高消防部隊的快速反應(yīng)能力，加強(qiáng)消防車輛的動態(tài)管理、動態(tài)調(diào)度、動態(tài)指揮等。這些都是現(xiàn)行消防指揮調(diào)度系統(tǒng)中迫切需要解決的問題。而在消防指揮調(diào)度系統(tǒng)中引入GIS/GPS技術(shù)恰恰解決了這些問題。 各地的消防車輛動態(tài)管理子系統(tǒng)普遍上是利用GPS衛(wèi)星定位技術(shù)，通過GPRS無線通訊網(wǎng)絡(luò)，將滅火出動途中、滅火戰(zhàn)斗中的消防車輛的行駛路線、車輛位置信息實時傳送到消防調(diào)度指揮中心，在指揮中心的電子地圖上顯示出行車路線和消防車輛位置信息。指揮中心的調(diào)度員根據(jù)情況，通過無線通訊設(shè)備，及時對參戰(zhàn)車輛進(jìn)行調(diào)度指揮和行車路線矯正。 本消防車輛調(diào)度系統(tǒng)采用M/S（Mobile/Server）模式，本文論述了終端部分的設(shè)計和實現(xiàn)。終端采用ARM硬件平臺，并在此基礎(chǔ)上，集合全球衛(wèi)星定位技術(shù)（GPS）、嵌入式地理信息系統(tǒng)技術(shù)（eGIS）、通用分組無線服務(wù)技術(shù)（GPRS）、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等于一體，實現(xiàn)消防車輛的動態(tài)管理、調(diào)度、指揮的子系統(tǒng)。實現(xiàn)GPS的車輛導(dǎo)航、車輛跟蹤、車輛定位、車輛調(diào)度等功能。從而更加形象和直觀的對現(xiàn)行消防車輛動態(tài)管理系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)。 當(dāng)前，隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，高層建筑、地下工程、石油化工、公眾聚集場所的大量涌現(xiàn)，火災(zāi)日趨多樣化、復(fù)雜化，快速地處置災(zāi)害事故，有效地保護(hù)市民生命和財產(chǎn)安全，已成為消防隊伍面臨的一項緊迫任務(wù)。如果能充分地發(fā)揮和挖掘GPS技術(shù)在消防領(lǐng)域上的應(yīng)用，拓展和利用它的功能，進(jìn)行消防通信的改革，這將更好地協(xié)助消防隊伍為社會的經(jīng)濟(jì)和人民生命安全保駕護(hù)航。
標(biāo)簽： ARM 導(dǎo)航系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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信息化社會的到來以及IP技術(shù)的興起，正深刻的改變著電信網(wǎng)絡(luò)的面貌以及未來技術(shù)發(fā)展的走向。無線通信技術(shù)的發(fā)展為實現(xiàn)數(shù)字化社區(qū)提供了有力的保證。而視頻通信則成為多媒體業(yè)務(wù)的核心。如何在環(huán)境惡劣的無線環(huán)境中，實時傳輸高質(zhì)量的視頻面臨著巨大的挑戰(zhàn)，因此這也成為人們的研究熱點。 對于無線移動信道來說，網(wǎng)絡(luò)的可用帶寬是有限的。由于多徑、衰落、時延擴(kuò)展、噪聲影響和信道干擾等原因，無線移動通信不僅具有帶寬波動的特點，而且信道誤碼率高，經(jīng)常會出現(xiàn)連續(xù)的、突發(fā)性的傳輸錯誤。無線信道可用帶寬與傳輸速率的時變特性，使得傳輸?shù)目煽啃源鬄榻档汀?視頻播放具有嚴(yán)格的實時性要求，這就要求網(wǎng)絡(luò)為視頻的傳輸提供足夠的帶寬.有保障的延時和誤碼率。為了獲得可接受的重建視頻質(zhì)量，視頻傳輸至少需要28Kbps左右的帶寬。而且視頻傳輸對時延非常敏感。然而無線移動網(wǎng)絡(luò)卻無法提供可靠的服務(wù)質(zhì)量。 基于無線視頻通信面臨的挑戰(zhàn)，本文在對新一代視頻編碼國際標(biāo)準(zhǔn)H.264/AVC研究的基礎(chǔ)上，主要在提高其編碼效率和H.264的無線傳輸抗誤碼性能，以及如何在嵌入式環(huán)境下實現(xiàn)H.264解碼器進(jìn)行了研究。 結(jié)合低碼率和幀內(nèi)刷新，提出一種針對感興趣區(qū)的可變幀內(nèi)刷新方法。實驗表明該方法可以使用較少的碼率對感興趣區(qū)域進(jìn)行更好的錯誤控制，以提高區(qū)域圖像質(zhì)量，同時能根據(jù)感興趣區(qū)及信道的狀況自動調(diào)整宏塊刷新數(shù)量，充分利用有限的碼率。 為了有效的平衡編碼效率和抗誤碼能力的之間的矛盾，筆者提出了一種自適應(yīng)FMO(Flexible Macroblock Order)編碼方法，可根據(jù)圖像的復(fù)雜度自適應(yīng)地選擇編碼所需的FMO模式。仿真結(jié)果表明這種FMO編碼方式完全可行，且在運動復(fù)雜度頻繁變化時效果更加明顯，完全可應(yīng)用在環(huán)境惡劣的無線信道中。 在對嵌入式PXA270硬件結(jié)構(gòu)和X264研究的基礎(chǔ)上，基本實現(xiàn)了基于H.264的嵌入式解碼，在PXA270基礎(chǔ)上進(jìn)行環(huán)境的配置，定制WirtCE操作系統(tǒng)，并編譯、產(chǎn)生開發(fā)所用的SDK和下載內(nèi)核到目標(biāo)機(jī)。利用開發(fā)工具EVC實現(xiàn)在PC機(jī)上的實時開發(fā)和在線仿真調(diào)試，最終實現(xiàn)了對無差錯H.264碼流實時解碼。
上傳時間： 2013-06-18
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汽車行駛記錄儀(文中也簡稱為記錄儀)，亦稱“汽車黑匣子”，是安裝在車輛上，對車輛行駛速度、時間、里程以及有關(guān)車輛行駛的其它狀態(tài)信息進(jìn)行監(jiān)控、記錄、存儲并可通過接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)輸出的數(shù)字式電子記錄裝置。為分析和判斷汽車駕駛狀態(tài)和處理交通事故提供了可靠準(zhǔn)確的科學(xué)依據(jù)。本課題的來源是國家信息產(chǎn)業(yè)部下達(dá)的電子發(fā)展基金項目，與同類產(chǎn)品相比，增加了音/視頻功能，目前已通過信產(chǎn)部驗收。 本文主要分析和設(shè)計了一種具有低成本高擴(kuò)展性的基于ARM與ARMLinux的汽車行駛記錄儀方案，該系統(tǒng)作為信產(chǎn)部項目中的主控模塊實現(xiàn)了記錄儀的標(biāo)準(zhǔn)功能。硬件方面分析了汽車行駛記錄儀的標(biāo)準(zhǔn)功能對應(yīng)ARM片內(nèi)外圍電路與外部器件的設(shè)計。軟件方面分析了基于YAFFS文件系統(tǒng)與Linux 2.6的軟件平臺在嵌入式應(yīng)用方面的高可用性，主要描述YAFFS的特點與基本原理，Linux中線程的實現(xiàn)機(jī)制與Linux Kernel 2.6在響應(yīng)時間上的改進(jìn)。并給出了該記錄儀基于Liinux的多線程結(jié)構(gòu)應(yīng)用程序的設(shè)計要點、流程圖和主要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 作為擴(kuò)展，為記錄儀增加了采集和處理音/視頻信號的DSP模塊。DSP采用TI公司的專用于數(shù)字媒體應(yīng)用的高性能DSP DM642。DSP模塊同時采集3路視頻并進(jìn)行壓縮，壓縮算法可以采用MPEG-2、MPEG-4、H．263、H．264等。論述了實現(xiàn)音/視頻功能的基本原理、DSP模塊的存儲器結(jié)構(gòu)、ARM與DSP的通信及一些實用性的考慮。
上傳時間： 2013-07-02
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地鐵信號設(shè)備中輸入輸出設(shè)備是信號邏輯和現(xiàn)場設(shè)備之間的接口，有著四高（高安全，高可靠，高可維護(hù)，高可用）要求，目前信號系統(tǒng)廠家的傳統(tǒng)做法是整個信號系統(tǒng)產(chǎn)品由一家公司來完成，可是隨著技算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，邏輯部份目前已可以采用通用COTS產(chǎn)品，而輸入輸出部分還是需要各個信號廠家自己設(shè)計和生產(chǎn)，因此設(shè)計出一款通用型的輸入輸出控制器已成地鐵行業(yè)的發(fā)展方向。 為了滿足以上要求，本文從實際應(yīng)用角度出發(fā)，使信號系統(tǒng)的產(chǎn)品更加的開放透明，設(shè)計出基于ARM的地鐵用安全型的智能I/O，從而使信號系統(tǒng)設(shè)計可以方便地和現(xiàn)場信號設(shè)備接口。 在硬件上采用冗余設(shè)計，以ARM為主處理器，整個系統(tǒng)無單點硬件故障，采集部分采用動態(tài)異或輸入設(shè)計，驅(qū)動部分采用安全驅(qū)動設(shè)計。 基于ARM的地鐵用安全智能I/O嚴(yán)格遵循歐洲鐵路信號產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)，使系統(tǒng)的安全性，可靠性，可用性和可維護(hù)性有了充分的保障。 本文主要介紹了地鐵用安全型智能I/O控制器的設(shè)計和實現(xiàn)，包括設(shè)計思想，具體實施，硬件和軟件的設(shè)計等。
上傳時間： 2013-06-12
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本文主要研究一種在嵌入式系統(tǒng)上的GPS終端的軟件設(shè)計方法。隨著GPS技術(shù)在包括道路測控、汽車導(dǎo)航、交通管理、石油勘探、海上作業(yè)和緊急救援等軍事和民用的眾多領(lǐng)域中的越來越廣泛的應(yīng)用和發(fā)展，GPS系統(tǒng)對生產(chǎn)、生活的影響也愈加深遠(yuǎn)。另一方面，硬件開發(fā)與嵌入式操作系統(tǒng)以及軟件研發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展促使移動計算技術(shù)在手持設(shè)備中也得到廣泛的應(yīng)用，掌上電腦(PDA)與智能手機(jī)等移動式計算系統(tǒng)日益普及，功能日漸完善，在手持式設(shè)備中實現(xiàn)GPS移動定位、導(dǎo)航等功能具有良好的市場前景。 鑒于嵌入式GPS系統(tǒng)要求處理速度快，占用存貯空間小，根據(jù)嵌入式系統(tǒng)的人機(jī)交互特點，論文采用基于ARM架構(gòu)的S3C2410處理器作為基礎(chǔ)硬件平臺，以O(shè)penSource的Linux作為操作系統(tǒng)平臺，MiniGui為圖形用戶界面支持系統(tǒng)，SQLite為數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)研究并設(shè)計了應(yīng)用嵌入式地圖的GPS定位系統(tǒng)。 該系統(tǒng)不僅為用戶提供基本的地圖信息，還利用GPS儀器實現(xiàn)在地圖上定位功能，使用戶獲得當(dāng)前位置相關(guān)的附屬信息。該系統(tǒng)簡單可行，不依賴其他服務(wù)器工作，可用在移動設(shè)備、車載導(dǎo)航等領(lǐng)域。 論文研究了Linux在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用與MiniGUI圖形界面和SQLite數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)向Arm-Linux系統(tǒng)上的移植；闡述了Linux下觸摸屏驅(qū)動的設(shè)計與應(yīng)用；分析了GPS系統(tǒng)中地理坐標(biāo)系統(tǒng)的定義和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換基本原理；根據(jù)轉(zhuǎn)換公式實現(xiàn)地理經(jīng)緯度坐標(biāo)、平面直角坐標(biāo)以及屏幕窗口坐標(biāo)間的相互轉(zhuǎn)換；分析了MapInfo電子地圖文件的基本格式；設(shè)計了用于存儲地圖信息及附屬信息的SQLite數(shù)據(jù)庫；通過Linux與GPS接收器的通訊從GPS設(shè)備采集定位信息并進(jìn)行解析；在MiniGui上實現(xiàn)電子地圖與定位信息的顯示，支持觸摸屏上的人機(jī)交互；并在電子地圖上實現(xiàn)放大縮小、測距、查詢等基本功能。 論文最后同時給出了目標(biāo)系統(tǒng)的實現(xiàn)結(jié)果，并分析了系統(tǒng)設(shè)計中的一些不足，提出了在以后的工作中改進(jìn)系統(tǒng)效能的設(shè)想。
上傳時間： 2013-04-24
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高頻電路布線技巧：高頻電路往往集成度較高，布線密度大，采用多層板即布線所必須的，也是降低干擾的有效手段。高頻電路器件管腳間的引線彎折越少越好。高頻電路布線的引線最好采用全直線，需要轉(zhuǎn)折，可用45度，折
標(biāo)簽： PCB 高速電路 板級 設(shè)計技巧
上傳時間： 2013-04-24
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