隨著生物工程及醫(yī)學(xué)影像學(xué)的發(fā)展，磁共振成像在醫(yī)學(xué)診斷學(xué)方面發(fā)揮著越來越重要的角色。磁場的均勻性是大型醫(yī)療設(shè)備——核磁共振(MRI)成像的理論基礎(chǔ)，是評價該設(shè)備的一個重要的技術(shù)參數(shù)，磁場的均勻性分析也是電磁場理論分析的一個重要方向。良好、穩(wěn)定的磁場均勻性對核磁共振圖像的信噪比(SNR)的提高有重要的意義，同時也是飽和壓脂序列實現(xiàn)的唯一條件。 該課題的主要內(nèi)容是在介紹磁共振成像原理與磁共振超導(dǎo)磁體的超導(dǎo)勻場線圈的形狀及位置的基礎(chǔ)上，分析各個線圈中電流的大小與空間某點磁場強(qiáng)度的關(guān)系。同時借鑒磁共振成像原理，設(shè)計輔助測量水膜，對空間某一特定半徑的球體腔內(nèi)各點的磁場強(qiáng)度進(jìn)行自動化測量。在當(dāng)前使用的被動式勻場的基礎(chǔ)上，利用分析軟件，對線圈的選擇及電流的大小進(jìn)行計算與優(yōu)化。實驗結(jié)果表明效果良好，磁場均勻度有很大的改善。 采用的主要方法是利用磁共振成像原理及傅里葉轉(zhuǎn)化技術(shù)去設(shè)計一種精確、方便、快捷的勻場方法。通過計算機(jī)模擬及有限元分析的方法進(jìn)行計算、優(yōu)化，最終得到理想的磁場均勻度。 良好的磁場均勻性是磁共振成像的基礎(chǔ)，是飽和壓脂序列(FATSAT)、平面回波成像(EPI)、彌散成像、頻譜分析等一系列近幾年新出現(xiàn)的先進(jìn)序列實現(xiàn)的前提條件。從而為臨床醫(yī)學(xué)提供了一種先進(jìn)的檢查手段，為疾病診治的及時性、準(zhǔn)確性、可靠性及病灶確切位置的判斷都提供了基礎(chǔ)。 該文所介紹的磁場均勻性測量、分析方法以及在此基礎(chǔ)上設(shè)計的勻場計算分析軟件已在多臺磁共振安裝調(diào)試過程中得到應(yīng)用，達(dá)到了預(yù)期的目的，能夠滿足現(xiàn)場調(diào)試的要求。該方法對于今后超導(dǎo)磁體磁共振的磁場均勻性調(diào)試，及在醫(yī)學(xué)影像學(xué)方面的發(fā)展有很好的應(yīng)用價值。該項技術(shù)在該領(lǐng)域的推廣必然會提高磁場均勻性的精度，推動醫(yī)學(xué)影像學(xué)及臨床診斷學(xué)的發(fā)展。并能帶來良好的社會效益及經(jīng)濟(jì)效益，具有關(guān)闊的應(yīng)用前景。
上傳時間： 2013-04-24
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隨著電網(wǎng)中非線性負(fù)載的迅速增加，電能質(zhì)量日趨惡化，這不僅嚴(yán)重影響電網(wǎng)安全高效的運行，而且對經(jīng)典的電力測量理論、方法和儀表的設(shè)計都提出了新的挑戰(zhàn)。電力檢測系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用，對電力系統(tǒng)的安全運行有重要意義，并且具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。 本文講述了諧波測量的基本理論，著重對傅里葉變換進(jìn)行說明，使用PSIM軟件對諧波信號進(jìn)行仿真，并給出仿真結(jié)果。以電力監(jiān)控領(lǐng)域現(xiàn)階段的技術(shù)為參考，提出并研制了一種基于ARM和DSP的嵌入式平臺的電力監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)為了能滿足實時諧波分析算法運算量大的要求，它采用模塊化設(shè)計，核心CPU按數(shù)據(jù)處理和控制兩種功能分別采用美國TI公司生產(chǎn)的TMS320LF2407芯片和Samsung公司基于ARM920T內(nèi)核的16/32位S3C2410A微處理器，兩個核心芯片各自在不同的電路板上獨立運行，充分發(fā)揮DSP芯片的數(shù)字信號處理優(yōu)勢和ARM的控制功能，以實現(xiàn)系統(tǒng)中的復(fù)雜軟件算法，運算速度也能得以提高。 系統(tǒng)硬件設(shè)計包括DSP數(shù)據(jù)采集模塊、實時時鐘電路和ARM的時鐘電路、存儲器接口電路、SDRAM電路、串行接口電路、通信模塊接口電路、LCD顯示等電路的設(shè)計。 系統(tǒng)軟件設(shè)計主要包括操作系統(tǒng)的移植以及應(yīng)用程序的設(shè)計，應(yīng)用程序設(shè)計由ARM主控程序設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)通訊程序、ARM與DSP通訊程序設(shè)計以及DSP數(shù)據(jù)處理程序設(shè)計組成。
標(biāo)簽： ARM DSP 電能質(zhì)量 在線監(jiān)控系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)是近年來迅速發(fā)展起來的新型可編程器件。隨著它的不斷應(yīng)用和發(fā)展，也使電子設(shè)計的規(guī)模和集成度不斷提高。同時也帶來了電子系統(tǒng)設(shè)計方法和設(shè)計思想的不斷推陳出新。 隨著數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字信號處理的理論和技術(shù)廣泛的應(yīng)用于通訊、語音處理、計算機(jī)和多媒體等領(lǐng)域。快速傅里葉變換(FFT)作為數(shù)字信號處理的核心技術(shù)之一，是離散傅里葉變換的運算時間縮短了幾個數(shù)量級。FFT已經(jīng)成為現(xiàn)代信號處理的重要理論之一。 該文的目的就是研究如何應(yīng)用FPGA實現(xiàn)FFT算法，研制具有自己知識產(chǎn)權(quán)的FFT信號處理器具有重要的理論意義和實用意義。 設(shè)計采用基4算法設(shè)計了一個具有實用價值的FFT實時硬件處理器。其中使用了改進(jìn)的CORDIC流水線結(jié)構(gòu)設(shè)計了FFT的蝶型運算單元，將硬件不易于實現(xiàn)、運算緩慢的乘法單元轉(zhuǎn)換成硬件易于實現(xiàn)、運算快捷的加法單元。并根據(jù)基4算法的尋址特點設(shè)計了簡單快速的地址發(fā)生器。整體采用流水線的工作方式，并將雙端口RAM、只讀ROM全部內(nèi)置在FPGA芯片內(nèi)部，使整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換和處理速度得以提高。 整個設(shè)計利用ALTERA公司提供的QUARTUSⅡ4.0開發(fā)軟件，采用先進(jìn)的層次化設(shè)計思想，使用一片F(xiàn)PGA芯片完成了整個FFT處理器的電路設(shè)計。整體設(shè)計經(jīng)過時序仿真和硬件仿真，運行速度達(dá)到100MHz以上。
上傳時間： 2013-07-01
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DFT(Discrete Fourier Transformation)是數(shù)字信號分析與處理如圖形、語音及圖像等領(lǐng)域的重要變換工具,直接計算DFT的計算量與變換區(qū)間長度N的平方成正比.當(dāng)N較大時,因計算量太大,直接用DFT算法進(jìn)行譜分析和喜好的實時處理是不切實際的.快速傅里葉變換(Fast Fourier Transformation,簡稱FFT)使DFT運算效率提高1~2個數(shù)量級.本文的目的就是研究如何應(yīng)用FPGA這種大規(guī)模可編程邏輯器件實現(xiàn)FFT的算法.本設(shè)計主要采用先進(jìn)的基-4DIT算法研制一個具有實用價值的FFT實時硬件處理器.在FFT實時硬件處理器的設(shè)計實現(xiàn)過程中,利用遞歸結(jié)構(gòu)以及成組浮點制運算方式,解決了蝶形計算、數(shù)據(jù)傳輸和存儲操作協(xié)調(diào)一致問題.合理地解決了位增長問題.同時,采用并行高密度乘法器和流水線(pipeline)工作方式,并將雙端口RAM、只讀ROM全部內(nèi)置在FPGA芯片內(nèi)部,使整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換和處理速度得以很大提高,實際合理地解決了資源和速度之間相互制約的問題.本設(shè)計采用Verilog HDL硬件描述語言進(jìn)行設(shè)計,由于在設(shè)計中采用Xilinx公司提供的稱為Core的IP功能塊極大地提高了設(shè)計效率.
標(biāo)簽： FPGA FFT 數(shù)字處理器 硬件實現(xiàn)
上傳時間： 2013-06-20
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現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)是作為專用集成電路(ASIC)領(lǐng)域中的一種半定制電路而出現(xiàn)的,它結(jié)合了微電子技術(shù)、電路技術(shù)和EDA(Electronics Design Automation)技術(shù)。隨著它的廣泛應(yīng)用和快速發(fā)展,使設(shè)計電路的規(guī)模和集成度不斷提高,同時也帶來了電子系統(tǒng)設(shè)計方法和設(shè)計思想的不斷推陳出新。 隨著數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字信號處理的理論和技術(shù)廣泛的應(yīng)用于通訊、語音處理、計算機(jī)和多媒體等領(lǐng)域。離散傅立葉變換(DFT)作為數(shù)字信號處理中的基本運算,發(fā)揮著重要作用。而快速傅里葉變換(FFT)算法的提出,使離散傅里葉變換的運算量減小了幾個數(shù)量級,使得數(shù)字信號處理的實現(xiàn)變得更加容易。FFT已經(jīng)成為現(xiàn)代數(shù)字信號處理的核心技術(shù)之一,因此對FFT算法及其實現(xiàn)方法的研究具有很強(qiáng)的理論和現(xiàn)實意義。 本文主要研究如何利用FPGA實現(xiàn)FFT算法,研制具有自主知識產(chǎn)權(quán)的FFT信號處理器。該設(shè)計采用高效基-16算法實現(xiàn)了一種4096點FFT復(fù)數(shù)浮點運算處理器,其蝶形處理單元的基-16運算核采用兩級改進(jìn)的基-4算法級聯(lián)實現(xiàn),僅用8個實數(shù)乘法器就可實現(xiàn)基-16蝶形單元所需的8次復(fù)數(shù)乘法運算,在保持處理速度的優(yōu)勢下,比傳統(tǒng)的基-16算法節(jié)省了75％的乘法器邏輯資源。 在重點研究處理器蝶形單元設(shè)計的基礎(chǔ)上,本文完成了整個FFT處理器電路的FPGA設(shè)計。首先基于對處理器功能和特點的分析,研究了FFT算法的選取和優(yōu)化,并完成了處理器體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計；在此基礎(chǔ)上,以提高處理器處理速度和減小硬件資源消耗為重點研究了具體的實現(xiàn)方案,完成了1.2萬行RTL代碼編程,并在XILINX公司提供的ISE 9.1i集成開發(fā)環(huán)境中實現(xiàn)了處理器各個模塊的RTL設(shè)計：隨后,以XILINX Spartan-3系列FPGA芯片xc3S1000為硬件平臺,完成了整個FFT處理器的電路設(shè)計實現(xiàn)。 經(jīng)過仿真驗證,本文所設(shè)計的FFT處理器芯片運行速度達(dá)到了100MHz,占用的FPGA門數(shù)為552806,電路的信噪比可以達(dá)到50dB以上,達(dá)到了高速高性能的設(shè)計要求。
上傳時間： 2013-04-24
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在魚雷技術(shù)發(fā)展中，低截獲概率技術(shù)（LPI）的采用大大提高魚雷的作戰(zhàn)能力，同時也對截獲信號提出了更高的要求。本文將基于小波分析的檢測方法，具體對有效的低截獲特征信號信號進(jìn)行檢測，相比于短時傅里葉變換的基礎(chǔ)上，采用Daubechies5小波對信號進(jìn)行分解變換，證明小波分析方法的有效性及優(yōu)越性。
上傳時間： 2013-10-22
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針對齒輪故障特征信號具有強(qiáng)噪聲背景、非線性、非平穩(wěn)性特點，提出采用形態(tài)梯度小波對齒輪振動信號進(jìn)行降噪。首先使用形態(tài)梯度小波把齒輪振動信號分解到多個尺度上，然后對各層的細(xì)節(jié)系數(shù)進(jìn)行軟閾值方法降噪處理，對經(jīng)過處理后的小波系數(shù)進(jìn)行重構(gòu)。對降噪后的齒輪振動信號采用S變換多分辨率時頻分析，能夠從具有良好的時頻分辨率的S變換譜圖提取齒輪故障特征。通過仿真試驗和故障軸承的信號分析證明，該方法具有短時傅里葉變換和小波變換的優(yōu)點，不存在Wigner-Ville分布的交叉干擾和負(fù)頻率，能有效地提取隱含在噪聲中的齒輪故障特征，適合齒輪故障的在線監(jiān)測和診斷。
上傳時間： 2013-11-01
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基于傅里葉計算全息技術(shù)，結(jié)合菲涅爾雙隨機(jī)相位加密系統(tǒng)，提出了一種數(shù)字圖像加密方法。該方法以傅里葉計算全息圖記錄菲涅爾衍射雙隨機(jī)相位加密圖像，傅里葉計算全息加密圖像隱藏了原圖像大小尺度信息，而且再現(xiàn)多個圖像，必須針對加密圖像共軛方可解密，提高了圖像加密的安全性，并且解決了普通方法加密圖像難存儲的問題，作為原始明文的擁有者，兩個隨機(jī)相位板，應(yīng)用波長，兩次菲涅爾衍射的距離都可作為解密密鑰。
上傳時間： 2013-10-23
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以雙音多頻信號為例，通過運用快速傅里葉變換和Hanning窗等數(shù)學(xué)方法，分析了信號頻率，電平和相位之間的關(guān)系，推導(dǎo)出了計算非整周期正弦波形信噪比的算法，解決了數(shù)字信號處理中非整周期正弦波形信噪比計算精度低下的問題。以C編程語言進(jìn)行實驗，證明了算法的正確性和可重用性，并可極大的提高工作效率。
上傳時間： 2014-01-18
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摘要:通過對西瓜的力學(xué)和物理特性的分析,設(shè)計一套以凌陽十六位單片機(jī)為控制核心,以MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))加速度傳感器為檢測工具,以FFT(快速傅里葉變換)為信號分析和計算方法的西瓜成熟度快速檢測裝置.檢測過程中,利用對西瓜的敲擊產(chǎn)生的振動頻率響應(yīng),來準(zhǔn)確判斷西瓜的成熟程度.檢測結(jié)果將顯示在液晶顯示器上,包括振動波形,振動頻率和成熟度指數(shù),并且進(jìn)行成熟度等級分類.關(guān)鍵詞:MEMS;單片機(jī);西瓜成熟度
上傳時間： 2013-10-14
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