频率合成技术广泛应用于通信、航空航天、仪器仪表等领域。目前,常用的频率合成技术有直接式频率合成、锁相频率合成和直接数字频率合成(DDS)。DDS系统可以很方便地获得频率分辨率很精细且相位连续的信号,也可以通过改变相位字改变信号的相位,因此也广泛用于数字通信领域。 本论文是利用FPGA完成一个DDS系统。DDS是把一系列数字量形式的信号通过D/A转换形成模拟量形式的信号的合成技术。主要是利用高速存储器作查寻表,然后通过高速D/A转换器产生已经用数字形式存入的正弦波(或其他任意波形)。一个典型的DDS系统应包括:相位累加器,可在时钟的控制下完成相位的累加(一般由ROM实现);DA转换电路,将数字形式的幅度码转换成模拟信号。 本文根据设计指标,进行了DDS系统分析和设计,包括DDS系统框图的设计,相位控制字和频率控字的设计,以及软件和硬件设计,重点在于利用FPGA改进设计,包括控制系统(频率控制器和初始相位控制器),寻址系统(相位累加器和数据存储器),以及转换系统(D/A转换器和滤波器)的设计。介绍了利用现场可编程逻辑门阵列(FPGA)实现数控振荡器(DNO,即DDS)的原理、电路结构,重点介绍了DDS技术在FPGA中的实现方法,给出了采用ALTERA公司的FIEX1OK系列FPGA芯片EPF10K20TC144-4芯片进行直接数字频率合成的VHDL源程序。
上传时间: 2013-04-24
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在3G移动通信网络建设中,如何实现密集城区的无线网络覆盖是目前基站的发展方向。目前网络覆盖理念的核心思想就把传统宏基站的基带处理和射频部分分离,分成基带处理单元和射频拉远单元两个设备,这样既节省空间、降低设置成本,又提高了组网效率。本文研究的数字收发机用于WCDMA基站系统的射频拉远单元中,实现移动通信网中射频信号的传输工作。 数字收发机主要由射频处理部分、模数/数模转换部分、数字上下变频处理部分、接口转换以及数字光模块组成。本文研究的重点是数字上下变频处理部分。设计采用软件无线电的架构和FPGA技术,所设计的数字上下变频部分可以在不修改硬件电路的基础上只需修改软件部分的参数则可实现多种频率的变频处理,极大地降低了开发成本,且缩短了开发周期。 根据系统设计的设计要求,以及现有芯片使用情况比较,本文选用Altera公司的:FPGA芯片,应用公司提供的Dspbuilder作为系统级的开发工具,应用Quartus Ⅱ作为综合、布局布线工具实现数字上下变频处理部分设计。 本文的主要研究工作包括以下几个部分: (1)对数字收发机的整体结构进行分析研究,确定数字收发机的实现结构和各个部分的功能; (2)通过对数字上下变频的相关理论的研究,分析出数字上下变频的结构、实现方法及性能; (3)通过对数控振荡器、CIC滤波器、FIR滤波器进行理论研究、内部实现结构以及性能分析,得出具体的参数和仿真实现结构; (4)使用FPGA中的IP核技术来实现数字上下变频,利用Matlab中Dspbuilder提供的IP核分别进行NCO、CIC、FIR的仿真工作;并得出数字上下变频的总体仿真实现结果; (5)对高速收发通道进行了研究和设计,根据系统的要求给出了数据帧结构,并采用Altera的第三代FPGA产品Stratix Ⅱ GX系列芯片实现了数字收发机的信号的串并/并串的接口转换。为后续继续研究工作奠定基础。
上传时间: 2013-06-21
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软件无线电(SDR,Software Defined Radio)由于具备传统无线电技术无可比拟的优越性,已成为业界公认的现代无线电通信技术的发展方向。理想的软件无线电系统强调体系结构的开放性和可编程性,减少灵活性著的硬件电路,把数字化处理(ADC和DAC)尽可能靠近天线,通过软件的更新改变硬件的配置、结构和功能。目前,直接对射频(RF)进行采样的技术尚未实现普及的产品化,而用数字变频器在中频进行数字化是普遍采用的方法,其主要思想是,数字混频器用离散化的单频本振信号与输入采样信号在乘法器中相乘,再经插值或抽取滤波,其结果是,输入信号频谱搬移到所需频带,数据速率也相应改变,以供后续模块做进一步处理。数字变频器在发射设备和接收设备中分别称为数字上变频器(DUC,Digital Upper Converter)和数字下变频器(DDC,Digital Down Converter),它们是软件无线电通信设备的关键部什。大规模可编程逻辑器件的应用为现代通信系统的设计带来极大的灵活性。基于FPGA的数字变频器设计是深受广大设计人员欢迎的设计手段。本文的重点研究是数字下变频器(DDC),然而将它与数字上变频器(DUC)完全割裂后进行研究显然是不妥的,因此,本文对数字上变频器也作适当介绍。 第一章简要阐述了软件无线电及数字下变频的基本概念,介绍了研究背景及所完成的主要研究工作。 第二章介绍了数控振荡器(NCO),介绍了两种实现方法,即基于查找表和基于CORDIC算法的实现。对CORDIc算法作了重点介绍,给出了传统算法和改进算法,并对基于传统CORDIC算法的NCO的FPGA实现进行了EDA仿真。 第三章介绍了变速率采样技术,重点介绍了软件无线电中广泛采用的级联积分梳状滤波器 (cascaded integratot comb, CIC)和ISOP(Interpolated Second Order Polynomial)补偿法,对前者进行了基于Matlab的理论仿真和FPGA实现的EDA仿真,后者只进行了基于Matlab的理论仿真。 第四章介绍了分布式算法和软件无线电中广泛采用的半带(half-band,HB)滤波器,对基于分布式算法的半带滤波器的FPGA实现进行了EDA仿真,最后简要介绍了FIR的多相结构。 第五章对数字下变频器系统进行了噪声综合分析,给出了一个噪声模型。 第六章介绍了数字下变频器在短波电台中频数字化应用中的一个实例,给出了测试结果,重点介绍了下变频器的:FPGA实现,其对应的VHDL程序收录在本文最后的附录中,希望对从事该领域设计的技术人员具有一定参考价值。
上传时间: 2013-06-09
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全国大学生电子设计(课题:波形的合成与分解) 1 任务 设计制作一个具有产生多个不同频率的正弦信号,并将这些信号再合成为近似方波和三角波功能的电路。系统示意图如图1所示: 2要求 2.1 方波振荡器的信号经分频与滤波处理,同时产生频率为1kHz和3kHz与5kHz的正弦波信号,这三种信号应具有确定的相位关系;产生的信号波形无明显失真;幅度峰峰值分别为6V与2V和1.2V; 2.2制作一个由移相器和加法器构成的信号合成电路,将产生的1kHz和3kHz正弦波信号,作为基波和3次谐波,合成一个近似方波,波形幅度为5V,合成波形的形状如图2所示。 图2 利用基波和3次谐波合成的近似方波 2.3 再用5kHz的正弦信号作为5次谐波,参与信号合成,使合成的波形更接近于方波,波形幅度为5V; 2.4根据三角波谐波的组成关系,设计一个新的信号合成电路,将产生的1kHz、3kHz、5kHz各个正弦信号,合成一个近似的三角波形,波形幅度为5V; 2.5合成波形的幅度与直流电平能数字设置和数控步进可调,步进值为0.5V和0.05V; 2.6设计制作一个能对各个正弦信号的幅度进行测量和数字显示的电路,测量误差不大于5%; 2要求 2.1 方波振荡器的信号经分频与滤波处理,同时产生频率为1kHz和3kHz与5kHz的正弦波信号,这三种信号应具有确定的相位关系;产生的信号波形无明显失真;幅度峰峰值分别为6V与2V和1.2V; 2.2制作一个由移相器和加法器构成的信号合成电路,将产生的1kHz和3kHz正弦波信号,作为基波和3次谐波,合成一个近似方波,波形幅度为5V,合成波形的形状如图2所示。 图2 利用基波和3次谐波合成的近似方波 2.3 再用5kHz的正弦信号作为5次谐波,参与信号合成,使合成的波形更接近于方波,波形幅度为5V; 2.4根据三角波谐波的组成关系,设计一个新的信号合成电路,将产生的1kHz、3kHz、5kHz各个正弦信号,合成一个近似的三角波形,波形幅度为5V; 2.5合成波形的幅度与直流电平能数字设置和数控步进可调,步进值为0.5V和0.05V; 2.6设计制作一个能对各个正弦信号的幅度进行测量和数字显示的电路,测量误差不大于5%; 2要求 2.1 方波振荡器的信号经分频与滤波处理,同时产生频率为1kHz和3kHz与5kHz的正弦波信号,这三种信号应具有确定的相位关系;产生的信号波形无明显失真;幅度峰峰值分别为6V与2V和1.2V; 2.2制作一个由移相器和加法器构成的信号合成电路,将产生的1kHz和3kHz正弦波信号,作为基波和3次谐波,合成一个近似方波,波形幅度为5V,合成波形的形状如图2所示。 图2 利用基波和3次谐波合成的近似方波 2.3 再用5kHz的正弦信号作为5次谐波,参与信号合成,使合成的波形更接近于方波,波形幅度为5V; 2.4根据三角波谐波的组成关系,设计一个新的信号合成电路,将产生的1kHz、3kHz、5kHz各个正弦信号,合成一个近似的三角波形,波形幅度为5V; 2.5合成波形的幅度与直流电平能数字设置和数控步进可调,步进值为0.5V和0.05V; 2.6设计制作一个能对各个正弦信号的幅度进行测量和数字显示的电路,测量误差不大于5%; 2要求 2.1 方波振荡器的信号经分频与滤波处理,同时产生频率为1kHz和3kHz与5kHz的正弦波信号,这三种信号应具有确定的相位关系;产生的信号波形无明显失真;幅度峰峰值分别为6V与2V和1.2V; 2.2制作一个由移相器和加法器构成的信号合成电路,将产生的1kHz和3kHz正弦波信号,作为基波和3次谐波,合成一个近似方波,波形幅度为5V,合成波形的形状如图2所示。 图2 利用基波和3次谐波合成的近似方波 2.3 再用5kHz的正弦信号作为5次谐波,参与信号合成,使合成的波形更接近于方波,波形幅度为5V; 2.4根据三角波谐波的组成关系,设计一个新的信号合成电路,将产生的1kHz、3kHz、5kHz各个正弦信号,合成一个近似的三角波形,波形幅度为5V; 2.5合成波形的幅度与直流电平能数字设置和数控步进可调,步进值为0.5V和0.05V; 2.6设计制作一个能对各个正弦信号的幅度进行测量和数字显示的电路,测量误差不大于5%; 一起学习交流 QQ:853594759
上传时间: 2013-10-11
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介绍了MSK信号的优点,并分析了其实现原理,提出一种MSK高性能数字调制器的FPGA实现方案;采用自顶向下的设计思想,将系统分成串/并变换器、差分编码器、数控振荡器、移相器、乘法电路和加法电路等6大模块,重点论述了串/并变换、差分编码、数控振荡器的实现,用原理图输入、VHDL语言设计相结合的多种设计方法,分别实现了各模块的具体设计,并给出了其在QuartusII环境下的仿真结果。结果表明,基于FPGA的MSK调制器,设计简单,便于修改和调试,性能稳定。
上传时间: 2013-11-23
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对电力系统这个环境来说,无谐波是绿色环境的主要标志之一。LC 滤波器是传统的无源谐波抑制装
上传时间: 2013-11-16
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在深入分析了意法半导体公司推出的STM32、高速PCI总线以及运动控制卡的功能和结构特点的基础上,设计了一款可直接插在PCI 插槽中的伺服运动控制卡。不仅可大大降低了成本,更为开放式数控系统的研究提供了一个全新的思路。结果表明,本文所设计的伺服控制卡满足了目前控制系统的性能和要求。
上传时间: 2014-12-25
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在开放式数控系统结构模型的基础上,研究了基于ISA总线的DSP通信控制原理。采用中断方式完成了PC机和DSP之间的通信。介绍了以DriverWorks为工具开发ISA设备WDM驱动程序的方法,探讨了中断处理、驱动程序与应用程序之间的通信,简要说明了驱动程序的安装与调试。通过调试,系统设计运行稳定。 Abstract: The ISA bus and DSP correspondence control principle is investigated in the basis of the existing open architecture numerical control system.The interrupt method is used to realize the communication between PC and DSP based on the ISA bus.The methods of WDM driver exploitation for ISA device using Driver Works are introduced.The main process of driver program and the keys such as handle interrupt and the communication between the drivers and application are presented.And how to debug and install the drive is explained.
上传时间: 2013-11-04
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由于具有单片机体积小、重量轻、价格低、耗电少、可靠性高、功能强、速度快、易扩展等特点。因此,单片机广泛应用于家电(洗衣、豆浆、微波炉、燃气表、健身器);商业(电子秤、收银机);办公(打印机、绘图仪、传真机);智能化仪表;机电一体化(数控机械、医疗设备、汽车);工业控制(温度、液面、顺序控制、电气传动);多机应用(构成大型实时测控系统)。另外,还在不断开拓新的应用领域,因此非常有必要学好单片机知识。
上传时间: 2013-11-14
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本文采用STC89C52单片机为核心控制器,实现了电流预置、步进调节以及LCD液晶同步显示电流预置值和实测值等功能,系统采用闭环控制方案,输出电压、电流值通过精密电阻采样反馈。测试表明系统性能可靠、纹波电流小、控制精度高、实用性强。
上传时间: 2013-10-08
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