全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System—GPS)是新一代衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng),具有全球、全天候、連續(xù)、高精度導(dǎo)航與定位功能,能夠?yàn)閺V大用戶提供精確的三維坐標(biāo)、速度和時(shí)間信息。因此,GPS系統(tǒng)被廣泛地應(yīng)用于生活中的各個(gè)領(lǐng)域。GPS系統(tǒng)用戶主要是各種型號(hào)的接收機(jī),而捕獲跟蹤技術(shù)是接收機(jī)的關(guān)鍵技術(shù),同時(shí)也是一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)。在GPS接收機(jī)中,導(dǎo)航電文是用戶定位和導(dǎo)航的數(shù)據(jù)基礎(chǔ),為了得到導(dǎo)航電文必須要對(duì)GPS信號(hào)進(jìn)行捕獲跟蹤。本文詳細(xì)研究了GPS信號(hào)捕獲跟蹤技術(shù),并進(jìn)行了FPGA設(shè)計(jì)。 @@ 本文首先概述了GPS系統(tǒng)信號(hào)結(jié)構(gòu)和GPS接收機(jī)工作原理,對(duì)GPS信號(hào)調(diào)制機(jī)理進(jìn)行詳細(xì)地闡述,重點(diǎn)分析了C/A碼生成原理和特性。 @@ 其次敘述了GPS信號(hào)捕獲的基礎(chǔ)理論,重點(diǎn)研究時(shí)域滑動(dòng)相關(guān)捕獲方法,深入分析其算法和性能。用MATLAB中Simulink軟件包搭建了可自由修改參數(shù)的GPS中頻發(fā)生器,并在此平臺(tái)上,對(duì)GPS信號(hào)時(shí)域滑動(dòng)相關(guān)捕獲算法進(jìn)行仿真與分析。 @@ 接著重點(diǎn)研究了GPS信號(hào)跟蹤技術(shù),系統(tǒng)分析碼跟蹤環(huán)路和載波跟蹤環(huán)路結(jié)構(gòu)框圖以及算法。在碼跟蹤環(huán)路方面,選用并分析了能分離載波的非相干超前滯后碼鎖定環(huán)的工作機(jī)理。在載波跟蹤環(huán)路中選用對(duì)導(dǎo)航電文數(shù)據(jù)相位翻轉(zhuǎn)不敏感的科斯塔斯環(huán),并用數(shù)學(xué)模型分析GPS信號(hào)的解調(diào)過(guò)程。之后對(duì)整個(gè)跟蹤環(huán)路進(jìn)行MATLAB仿真,結(jié)果表明環(huán)路參數(shù)設(shè)計(jì)滿足要求,并能成功解調(diào)出GPS導(dǎo)航電文。 @@ 最后本文在QuartusII環(huán)境下完成對(duì)GPS信號(hào)捕獲跟蹤系統(tǒng)的FPGA設(shè)計(jì)。根據(jù)對(duì)相關(guān)器硬件結(jié)構(gòu)框架,對(duì)算法中各個(gè)模塊的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明,包括頂層設(shè)計(jì)到CA碼、NCO等重要模塊設(shè)計(jì),并給出了仿真結(jié)果。 @@關(guān)鍵詞:GPS接收機(jī);捕獲;跟蹤;MATLAB仿真:FPGA
上傳時(shí)間: 2013-06-16
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本論文基于直接擴(kuò)頻通信的理論設(shè)計(jì)了一種全數(shù)字的中頻接收機(jī),使用Xilinx公司的FPGA芯片xc3s400作為接收機(jī)的主芯片,實(shí)現(xiàn)中頻數(shù)字信號(hào)的下變頻,基帶解調(diào),PN碼的捕獲及跟蹤環(huán)路的設(shè)計(jì)并給出了它們的具體設(shè)計(jì)步驟及RTL級(jí)邏輯電路圖。本文對(duì)于數(shù)字下變頻器的設(shè)計(jì)、數(shù)字抑制載波恢復(fù)環(huán)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的論述,還使用Matlab中的Simulink對(duì)本接收機(jī)系統(tǒng)所要使用的全數(shù)字Costas環(huán)進(jìn)行了功能仿真并給出了仿真結(jié)果。 本文使用高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD9601對(duì)中頻模擬信號(hào)進(jìn)行采樣,最后再用高速數(shù)模轉(zhuǎn)換器AD9740還原出原始信息,并給出了它們與核心芯片xc3s400的接口設(shè)計(jì)方法及原理電路圖。
標(biāo)簽: FPGA 全數(shù)字 中頻接收機(jī)
上傳時(shí)間: 2013-07-30
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數(shù)字D類音頻放大器,也叫數(shù)字脈沖調(diào)制放大器,具有效率高,低電壓,低失真的特點(diǎn),在低成本,高性能的消費(fèi)類產(chǎn)品特別是便攜式設(shè)備中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。數(shù)字D類放大器包括數(shù)字脈沖寬度調(diào)制(PWM)和輸出級(jí)(含低通濾波器)兩個(gè)部分,數(shù)字PWM又包括兩個(gè)部分,采樣處理和脈沖產(chǎn)生。傳統(tǒng)的采樣處理算法運(yùn)算復(fù)雜,硬件實(shí)現(xiàn)成本高,面積大,從而導(dǎo)致功耗也大,不適合當(dāng)今向低功耗發(fā)展的趨勢(shì)。 本文在傳統(tǒng)算法的基礎(chǔ)上提出了一種新的算法,該算法不包括乘法或者除法這些計(jì)算復(fù)雜和非常消耗硬件資源的單元,只含加法和減法運(yùn)算。在推導(dǎo)出該算法的傅立葉表達(dá)式后,在MATLAB的simulink中建立系統(tǒng)模型進(jìn)行仿真以驗(yàn)證算法的可行性,在輸入信號(hào)頻率為1kHZ,采樣頻率為48kHZ,電源電壓為10V,輸出負(fù)載為4Ω的條件下,得到的總諧波失真為0.12%,符合D類放大器的性能要求。本文還在基于Xilinx公司的Spartan-3系列FPGA的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了該算法的電路結(jié)構(gòu),綜合結(jié)果表明,實(shí)現(xiàn)基于本文算法的數(shù)字D類音頻系統(tǒng)所需要的硬件資源大大減少,從而減少了功耗。 關(guān)鍵詞:D類放大器;脈沖寬度調(diào)制;采樣算法;數(shù)字音頻放大器;FPGA
上傳時(shí)間: 2013-07-19
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隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,視頻圖像處理技術(shù)近年來(lái)得到極大的重視和長(zhǎng)足的發(fā)展,其應(yīng)用范圍主要包括數(shù)字廣播、消費(fèi)類電子、視頻監(jiān)控、醫(yī)學(xué)成像及文檔影像處理等領(lǐng)域。當(dāng)前視頻圖像處理主要問(wèn)題是當(dāng)處理的數(shù)據(jù)量很大時(shí),處理速度慢,執(zhí)行效率低。而且視頻算法的軟件和硬件仿真和驗(yàn)證的靈活性低。 本論文首先根據(jù)視頻信號(hào)的處理過(guò)程和典型視頻圖像處理系統(tǒng)的構(gòu)成提出了基于FPGA的視頻圖像處理系統(tǒng)總體框圖;其次選擇視頻轉(zhuǎn)換芯片SAA7113,完成視頻圖像采集模塊的設(shè)計(jì),主要分三步完成:1)配置視頻轉(zhuǎn)換芯片的工作模式,完成視頻轉(zhuǎn)化芯片SAA7113的初始化:2)通過(guò)分析輸出數(shù)據(jù)流的格式標(biāo)準(zhǔn),來(lái)識(shí)別奇偶場(chǎng)信號(hào)、場(chǎng)消隱信號(hào)和有效行數(shù)據(jù)的開(kāi)始和結(jié)束信號(hào)三種控制信號(hào),并根據(jù)控制信號(hào),用Verilog硬件描述語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的采集;3)分析SRAM的讀寫(xiě)控制時(shí)序,采用兩塊SRAM完成圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。然后編寫(xiě)軟件測(cè)試文件,在ISE Simulator仿真環(huán)境進(jìn)行程序測(cè)試與運(yùn)行,并分析仿真結(jié)果,驗(yàn)證了數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)的正確性;最后,對(duì)常用視頻圖像算法的MATLAB仿真,選擇適當(dāng)?shù)乃阕樱捎霉ぞ進(jìn)ATLAB、System Generator for DSP和ISE,利用模塊構(gòu)建方式,搭建視頻算法平臺(tái),實(shí)現(xiàn)圖像平滑濾波、銳化濾波算法,在Simulink中仿真并自動(dòng)生成硬件描述語(yǔ)言和網(wǎng)表,對(duì)資源的消耗做簡(jiǎn)要分析。 本論文的創(chuàng)新點(diǎn)是采用新的開(kāi)發(fā)環(huán)境System Generator for DSP實(shí)現(xiàn)視頻圖像算法。這種開(kāi)發(fā)視頻圖像算法的方式靈活性強(qiáng)、設(shè)計(jì)周期短、驗(yàn)證方便、是視頻圖像處理發(fā)展的必然趨勢(shì)。
標(biāo)簽: FPGA 視頻圖像 處理系統(tǒng)
上傳時(shí)間: 2013-05-20
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正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)是一種多載波數(shù)字調(diào)制技術(shù),具有頻譜利用率高、抗多徑干擾能力強(qiáng)、成本低等特點(diǎn),適合無(wú)線通信的高速化、寬帶化及移動(dòng)化的需求,將成為下一代無(wú)線通信系統(tǒng)(4G)的核心調(diào)制傳輸技術(shù)。 本文首先描述了OFDM技術(shù)的基本原理。對(duì)OFDM的調(diào)制解調(diào)以及其中涉及的特性和關(guān)鍵技術(shù)等做了理論上的分析,指出了OFDM區(qū)別于其他調(diào)制技術(shù)的巨大優(yōu)勢(shì);然后針對(duì)OFDM中的信道估計(jì)技術(shù),深入分析了基于FFT級(jí)聯(lián)的信道估計(jì)理論和基于聯(lián)合最大似然函數(shù)的半盲分組估計(jì)理論,在此基礎(chǔ)上詳細(xì)研究描述了用于OFDM系統(tǒng)的迭代的最大似然估計(jì)算法,并利用Matlab做了相應(yīng)的仿真比較,驗(yàn)證了它們的有效性。 而后,在Matlab中應(yīng)用Simulink工具構(gòu)建OFDM系統(tǒng)仿真平臺(tái)。在此平臺(tái)上,對(duì)OFDM系統(tǒng)在多徑衰落、高斯白噪聲等多種不同的模型參數(shù)下進(jìn)行了仿真,并給出了數(shù)據(jù)曲線,通過(guò)分析結(jié)果可正確評(píng)價(jià)OFDM系統(tǒng)在多個(gè)方面的性能。 在綜合了OFDM的系統(tǒng)架構(gòu)和仿真分析之后,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于FPGA的OFDM調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)。首先根據(jù)802.16協(xié)議和OFDM系統(tǒng)的具體要求,設(shè)定了合理的參數(shù);然后從調(diào)制器和解調(diào)器的具體組成模塊入手,對(duì)串/并轉(zhuǎn)換,QPSK映射,過(guò)采樣處理,插入導(dǎo)頻,添加循環(huán)前綴,IFFT/FFT,幀同步檢測(cè)等各個(gè)模塊進(jìn)行硬件設(shè)計(jì),詳細(xì)介紹了各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)過(guò)程,并給出了相應(yīng)的仿真波形和參數(shù)說(shuō)明。其中,針對(duì)定點(diǎn)運(yùn)算的局限性,為系統(tǒng)設(shè)計(jì)并自定義了24位的浮點(diǎn)運(yùn)算格式,參與傅立葉反變換和傅立葉變換的運(yùn)算,在系統(tǒng)參數(shù)允許的范圍內(nèi),充分利用了有限資源,提高了系統(tǒng)運(yùn)算精度;然后重點(diǎn)描述了基于FPGA的快速傅立葉變換算法的改進(jìn)、優(yōu)化和設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn),針對(duì)原始快速傅立葉變換FPGA實(shí)現(xiàn)算法運(yùn)算空閑時(shí)間過(guò)多,資源占用較大的問(wèn)題,提出了帶有流水作業(yè)功能、資源占用較少的快速傅立葉變換優(yōu)化算法設(shè)計(jì)方案,使之運(yùn)用于OFDM基帶處理系統(tǒng)當(dāng)中并加以實(shí)現(xiàn),結(jié)果滿足系統(tǒng)參數(shù)的需求。最后以理論分析為依據(jù),對(duì)整個(gè)OFDM的基帶處理系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)調(diào)試與性能分析,證明了設(shè)計(jì)的可行性。 綜上所述,本文完成了一個(gè)基于FPGA的OFDM基帶處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、仿真和實(shí)現(xiàn)。本設(shè)計(jì)為OFDM通信系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)提供了大量有用的數(shù)據(jù)。
標(biāo)簽: FPGA OFDM 調(diào)制解調(diào)器
上傳時(shí)間: 2013-07-25
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各種先進(jìn)PID控制的MATLAB仿真,適合PID初學(xué)者熟悉各種PID的控制原理
上傳時(shí)間: 2013-07-26
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軟件無(wú)線電作為一種新的無(wú)線通信概念和體制,近年來(lái)隨著3G標(biāo)準(zhǔn)的提出,日益受到國(guó)內(nèi)外相關(guān)通信廠商的重視。尤其是基于軟件無(wú)線電和智能天線技術(shù)的TD-SCDMA作為通信史上第一個(gè)“中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)”,有望扭轉(zhuǎn)多年來(lái)我國(guó)移動(dòng)通信制造業(yè)的被動(dòng)局面,是實(shí)現(xiàn)信息產(chǎn)業(yè)騰飛的一個(gè)絕好機(jī)會(huì)。軟件無(wú)線電使得通信體制具有很好的通用性、靈活性和可配置性,并使系統(tǒng)互聯(lián)和升級(jí)變得容易。本文以軟件無(wú)線電中的FIR濾波器為線索,貫穿了信號(hào)重構(gòu)、多抽樣率信號(hào)處理、積分梳狀濾波器等理論分析,重點(diǎn)闡釋了FIR濾波器的設(shè)計(jì)方法及濾波器的FPGA實(shí)現(xiàn)等技術(shù)問(wèn)題。 本文首先針對(duì)軟件無(wú)線電中的多抽樣率信號(hào)處理理論進(jìn)行了討論和分析。討論了軟件無(wú)線電中如何實(shí)現(xiàn)整數(shù)倍抽取、整數(shù)倍內(nèi)插、分?jǐn)?shù)倍抽樣率變換,并分析了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的等效變換、多相濾波及積分梳狀濾波器的設(shè)計(jì)理論。 緊接著重點(diǎn)闡述了軟件無(wú)線電中FIR濾波器的設(shè)計(jì)理論,包括窗函數(shù)法、頻率抽樣法及等紋波法。分析了各種設(shè)計(jì)方法所能達(dá)到的性能指標(biāo)及優(yōu)缺點(diǎn),并結(jié)合工程實(shí)例給出了相關(guān)的Matlab程序。并對(duì)FIR濾波器結(jié)構(gòu)的選擇及系數(shù)字長(zhǎng)的確定等問(wèn)題進(jìn)行了分析。此外,也介紹了在Matlab進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)時(shí)一些常用函數(shù)和命令的用法。 本文選用FPGA來(lái)實(shí)現(xiàn)中頻軟件無(wú)線電,F(xiàn)PGA與參數(shù)化ASIC、DSP比較有很多優(yōu)勢(shì),它不但在功耗、體積、成本方面優(yōu)于參數(shù)化ASIC、DSP,而且處理效率高、現(xiàn)場(chǎng)可編程性能良好。不同于DSP的單流處理方式,F(xiàn)PGA是多流并行處理,這種處理方式使FPGA能完成DSP難以實(shí)現(xiàn)的許多功能。在簡(jiǎn)單介紹了FPGA的一般原理,以及FPGA設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)和在信號(hào)處理中的設(shè)計(jì)原則以后,重點(diǎn)介紹了FIR濾波器的FPGA實(shí)現(xiàn)方法。提出了分布式算法、加法器網(wǎng)絡(luò)法以及分段FIFO等實(shí)現(xiàn)方法。最后,提出了一種QuartusII與MATLAB聯(lián)合仿真的方法。此方法能夠直觀的檢驗(yàn)濾波器的濾波效果,提高設(shè)計(jì)效率。并結(jié)合工程實(shí)例詳盡的介紹了FIR濾波器的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)流程。
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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相對(duì)于JPEG中二維離散余弦變換(2DDCT)來(lái)說(shuō),在JPEG2000標(biāo)準(zhǔn)中,二維離散小波變換(2DDWT)是其圖像壓縮系統(tǒng)的核心變換。在很多需要進(jìn)行實(shí)時(shí)處理圖像的系統(tǒng)中,如數(shù)碼相機(jī)、遙感遙測(cè)、衛(wèi)星通信、多媒體通信、便攜式攝像機(jī)、移動(dòng)通信等系統(tǒng),需要用芯片實(shí)現(xiàn)圖像的編解碼壓縮過(guò)程。雖然有許多研究工作者對(duì)圖像處理的小波變換進(jìn)行了研究,但大都只偏重算法研究,對(duì)算法硬件實(shí)現(xiàn)時(shí)的復(fù)雜性考慮較少,對(duì)圖像處理的小波變換硬件實(shí)現(xiàn)的研究也較少。 本文針對(duì)圖像處理的小波變換算法及其硬件實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了研究。對(duì)文獻(xiàn)[13]提出的“內(nèi)嵌延拓提升小波變換”(Combiningthedata-extensionprocedureintothelifting-basedDWTcore)快速算法進(jìn)行仔細(xì)分析,提出一種基于提升方式的5/3小波變換適合硬件實(shí)現(xiàn)的算法,在MATLAB中仿真驗(yàn)證了該算法,證明其是正確的。并設(shè)計(jì)了該算法的硬件結(jié)構(gòu),在MATLAT的Simulink中進(jìn)行仿真,對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行VHDL語(yǔ)言的寄存器傳輸級(jí)(RTL)描述與仿真,成功綜合到Altera公司的FPGA器件中進(jìn)行驗(yàn)證通過(guò)。本算法與傳統(tǒng)的小波變換的邊界處理方法比較:由于將其邊界延拓過(guò)程內(nèi)嵌于小波變換模塊中,使該硬件結(jié)構(gòu)無(wú)需額外的邊界延拓過(guò)程,減少小波變換過(guò)程中對(duì)內(nèi)存的讀寫(xiě)量,從而達(dá)到減少內(nèi)存使用量,降低功耗,提高硬件利用率和運(yùn)算速度的特點(diǎn)。本算法與文獻(xiàn)[13]提出的算法相比較:無(wú)需增加額外的硬件計(jì)算模塊,又具有在硬件實(shí)現(xiàn)時(shí)不改變?cè)瓉?lái)的提升小波算法的規(guī)則性結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。這種小波變換硬件芯片的實(shí)現(xiàn)不僅適用于JPEG2000的5/3無(wú)損小波變換,當(dāng)然也可用于其它各種實(shí)時(shí)圖像壓縮處理硬件系統(tǒng)。
上傳時(shí)間: 2013-06-13
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電力電子技術(shù)與Matlab仿真,很經(jīng)典的一本書(shū)籍!非常實(shí)用!
標(biāo)簽: Matlab 電力電子技術(shù) 仿真
上傳時(shí)間: 2013-04-24
上傳用戶:yw14205
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上傳時(shí)間: 2013-04-24
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