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性能测量

  • 基于FPGA的无人机气压高度测量系统

    无人机大气数据的采集和处理在无人机中占有很重要的位置和作用,它是保障飞机安全飞行以及保证地面控制和操纵人员正确引导飞机、顺利完成飞行任务的关键所在。在目前广泛应用的无人机大气数据测量系统中,多数采用单片机作为大气数据处理计算机,但是单片机在高速数据采集和处理方面却存在着抗干扰性差、速度慢等缺点,使测量系统的稳定性和实时性受到了很大的影响。 本文采用FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)芯片作为大气数据处理器,以大气数据中的气压高度为例,介绍了一种基于FPGA技术的无人机气压高度测量系统。由于该测量系统中的FPGA数据处理器具有可靠性高、速度快、逻辑功能强等特点,有效地解决了单片机在高速无人机大气数据测量系统中处理速度较慢、实时性较差的问题。 论文首先介绍了FPGA的基本结构、工作原理、开发设计流程和FPGA编程所采用的VHDL硬件描述语言,还介绍了数字式大气数据测量系统的基本组成和工作原理,并且详细阐述了气压高度测量的原理和方法;然后提出了基于FPGA的无人机气压高度测量系统的整体设计,并对该测量系统各组成部分的硬件电路进行详细的分析和设计;随后论文又介绍了气压高度测量系统中FPGA的相关软件设计,并就FPGA内部所设计的各功能模块的作用、模块内部结构和工作流程进行详细的论述;最后使用Modelsim和QuartusII仿真软件对程序进行功能和时序的仿真,以验证FPGA内部各功能模块和FPGA总体设计的正确性,并在所有仿真通过后将程序产生的配置文件下载到FPGA芯片中,在制作和安装测量系统的电路板后对整个测量系统进行实际的测试,将测试结果与理论值比较并分析测量系统的误差来源。 根据系统测试的结果,本文验证了以FPGA芯片为核心的无人机气压高度测量系统的可行性,并对该测量系统提出了今后的进一步改进和完善的思路。

    标签: FPGA 无人机 气压 测量系统

    上传时间: 2013-04-24

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  • 基于单片机的脉搏测量仪

    运用单片机控制的脉搏测量功能,不再需要用传统的听诊器来测量脉搏

    标签: 单片机 脉搏测量仪

    上传时间: 2013-06-09

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  • 动态光谱数据采集与预处理

    人体血液成份的无创检测是生物医学领域尚未攻克的前沿课题之一,动态光谱法在理论上克服了其它检测方法难以逾越的障碍——个体差异和测量条件对检测结果的影响。实现动态光谱检测,其关键在于采集多波长的光电容积脉搏波信号,并对其进行处理。针对动态光谱检测中信号微弱、信噪比低、处理数据量大的特点,本文设计了基于FPGA和面阵CCD摄像头的动态光谱数据采集与预处理系统,提高检测精度,采集出满足动态光谱信号提取要求的光电脉搏波;并对动态光谱频域提取法的核心算法FFT的FPGA实现进行研究。 课题提出用高灵敏度的面阵CCD摄像头替代常规光栅光谱仪中的光电接收器,实现对多波长的光电容积脉搏波的检测。结合面阵CCD的二维图像特点,采用信号累加法去除噪声,提高信号的信噪比。 创新性的提出一种不同于以往的信号累加方法——将处于同一行的视频信号在采样过程中直接累加,然后再进行传输和存储。不同于帧累加和异行累加,这种同行累加方式不但大大的提高了信号的信噪比,同时减小了数据的传输速度和传输量,降低了对存储器容量的要求,改善了动态光谱信号检测系统的性能。 针对面阵CCD摄像头输出的复合视频信号的特点,设计视频信号解调电路,得到高速、高精度的数字视频信号和准确的视频同步信号,用于后续的视频信号采集与处理。 根据动态光谱信号检测和视频信号采集的要求,选择可编程逻辑器件FPGA作为硬件平台,设计并实现了基于FPGA和面阵CCD摄像头的光电脉搏波采集与预处理系统。该系统实现了视频信号的精确定位,通过光谱信号的高速同行累加,实现了光电脉搏波信号的高精度检测。系统采用基于FPGA的Nios II嵌入式处理器系统,通过对其应用程序的开发,可靠的实现了数据的采集、传输和存储,提高了系统的集成度,降低了开发成本。 为实现动态光谱信号的频域提取,研究了基于FPGA的FFT实现方案,对各关键模块进行设计,为动态光谱信号的进一步处理打下良好的基础。 最后,通过实验证明了系统数据采集的正确性和信号预处理的可行性,得到了符合动态光谱信号提取要求的脉搏波信号。

    标签: 动态 光谱数据采集 预处理

    上传时间: 2013-04-24

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  • 基于FPGA技术的激光测距系统研究

    本文的研究内容是在激光测距项目基础上进行的,分析了各种激光测距方法的利弊,最终选用脉冲激光测距的实现方式,并且对脉冲激光测距系统做了深入研究。 本文设计了以FPGA为核心的信号处理模块,实现了对激光信号的编码和译码、对激光发射控制时钟的分频、和内部PLL倍频实现内部高频计时时钟等,提高了系统的精度和稳定性。使用并行脉冲计数法,提高了计时精度,分析了可能产生误差的原因,并且对结果做了相应的修正,减小了激光测距系统的误差。并且制定了四种工作模式,可以根据不同的实际环境选择相应的测距模式,以达到最好的测量效果。 在接收方面突破以往普通的被动接收方式,提出了利用窗函数接收回波的主动接收方式,结合窄带滤光片的滤光效果,提高了系统的抗干扰性能。从课题要求出发,本激光测距系统实现了体积小、功耗低的特点,测量距离相对较近(0.5-50米),属于近距测量系统。

    标签: FPGA 激光测距 系统研究

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:wyaqy

  • 高性能数据采集系统设计与实现

    数据采集系统是将传感器输出的模拟信号进行采集,转换成数字信号,然后送入计算机进行处理,并按需要的形式输出处理结果的系统。随着计算机技术和电子信息技术的高速发展,数据采集结合先进的电子技术,已经能利用软件来处理大量测量数据。近年来,对于数据采集系统的要求与日俱增,数据采集系统有着非常良好的应用前景。如今的数据采集技术已渗透到分析仪器、医疗器械、雷达、通讯、等技术领域。 本论文在研究了USB总线技术的基础上,详细介绍了一个基于USB和FPFA技术的数据采集系统,包括硬件设计、固件设计、设备驱动程序设计和主机应用程序设计。在硬件设计部分,本文先介绍了数据采集芯片、FPGA以及USB2.0接口芯片FX2 CY7C68013的性能和特点,然后给出了具体的硬件设计方案;在固件设计部分,本文先介绍了FX2的固件架构,随后详细地介绍了CY7C68013GPIF接口模式的固件设计;在驱动程序开发部分,先引入了WDM驱动程序开发模型,然后介绍了本数据采集系统的USB设备驱动程序的设计;最后结合驱动程序完成了基于虚拟仪器LabVIEW的主机应用程序。

    标签: 性能 数据采集 系统设计

    上传时间: 2013-07-16

    上传用户:zjt20011220

  • 应用于十万门FPGA的全数字锁相环设计

    在过去的十几年间,FPGA取得了惊人的发展:集成度已达到1000万等效门、速度可达到400~500MHz。随着FPGA的集成度不断增大,在高密度FPGA中,芯片上时钟的分布质量就变得越来越重要。时钟延时和时钟相位偏移已成为影响系统性能的重要因素。现在,解决时钟延时问题主要使用时钟延时补偿电路。 为了消除FPGA芯片内的时钟延时,减小时钟偏差,本文设计了内置于FPGA芯片中的延迟锁相环,采用一种全数字的电路结构,将传统DLL中的用模拟方式实现的环路滤波器和压控延迟链改进为数字方式实现的时钟延迟测量电路,和延时补偿调整电路,配合特定的控制逻辑电路,完成时钟延时补偿。在输入时钟频率不变的情况下,只需一次调节过程即可完成输入输出时钟的同步,锁定时间较短,噪声不会积累,抗干扰性好。 在Smic0.18um工艺下,设计出的时钟延时补偿电路工作频率范围从25MHz到300MHz,最大抖动时间为35ps,锁定时间为13个输入时钟周期。另外,完成了时钟相移电路的设计,实现可编程相移,为用户提供与输入时钟同频的相位差为90度,180度,270度的相移时钟;时钟占空比调节电路的设计,实现可编程占空比,可以提供占空比为50/50的时钟信号;时钟分频电路的设计,实现频率分频,提供1.5,2,2.5,3,4,5,8,16分频时钟。

    标签: FPGA 应用于 全数字 锁相环

    上传时间: 2013-07-06

    上传用户:LouieWu

  • 单片机的温湿度测量系统

    是一套基于单片机的温湿度测量系统,里边附有设计的原理图,pcb图,以及烧写程序代码(keil c51编写的)。温湿度传感器使用的是dht11,性价比高。该系统除了能显示温湿度以外,还能设置温湿度报警阈值。设计的pcb板,小巧,使用。这是本人的毕业设计,有实物为依据,具有可操作性

    标签: 单片机 温湿度 测量系统

    上传时间: 2013-07-19

    上传用户:kikye

  • 电源测量与分析入门手册

    电源测量与分析入门手册 本入门手册将主要介绍如何使用示波器和专用软件进行开关电源设计测量。两个不同版本。都是中文的。 目录 简介 电源设计中的问题以及测量要求 示波器与电源测量 开关电源基础 准备进行电源测量 在一次采集中同时测量100 伏和100 毫伏电压 消除电压探头和电流探头之间的时间偏差 消除探头零偏和噪声 电源测量中记录长度的作用 识别真正的Ton 与Toff 转换 有源器件测量:开关元件 开关器件的功率损耗理论 截止损耗 开通损耗 详细了解SMPS 的功率损耗 安全工作区 动态导通电阻 di/dt dv/dt 无源器件测量:磁性元件 电感基础 用示波器进行电感测量 磁性元件功率损耗基础 用示波器进行磁性元件功率损耗测量 磁特性基础 用示波器测量磁性元件特性 输入交流供电测量 电源质量测量基础 SMPS 的电源质量测量 用示波器测量电源质量 使用正确的工具 用示波器进行电源质量测量

    标签: 电源测量 入门手册

    上传时间: 2013-07-03

    上传用户:jjj0202

  • 超声工业测量技术

    本书很有些年头了。主要内容有:超声波的基本原理,超声波换能器,声速、衰减和声阻抗的测量及其在媒质特性分析上的应用,超声波粘度计,超声波测温技术,超声波测量流量,超声波液位测量技术,超声测厚。

    标签: 工业 测量技术

    上传时间: 2013-06-07

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  • 有线数字电视广播系统信道编码

    随着数字电视全国范围丌播时间表的临近,数字电视技术得到很大发展,数字电视信号在信源基带数据和信道传输等方面已经进一步标准化,数字电视传播途径也越来越广,在卫星、地面及有线电视网中传输数字电视信号得到迅速发展。借着2008年奥运的东风,数字电视领域的应用研究方兴未艾。 本课题目的是完成有线数字电视广播系统的重要设备--调制器的设计和实现,核心器件选用FPGA芯片。系统硬件实现以国家标准GY/T 170-2001(有线数字电视广播信道编码与调制规范)为主要依据,以Xilinx公司的Virtex系列(Virtex 4,Virtex 5)芯片及相关开发板(ML402、ML506)为平台,主要任务是基于相关标准对其实用技术进行研究和开发。完成了信道编码和调制的模块划分、Verilog HLD程序的编写(或IP核的调用)和仿真以及在板调试和联调等工作,设计目的是在提高整个系统集成度的前提下实现多频点调制。 本文在研究现有数字电视网络技术和相关产品的基础上,以国标GY/T170-2001为主要依据并参阅了其他的相关标准,提出了多频点QAM调制器的实现方案。整个工作包括:模块划分,完成了基带物理接口(输入)、包头反转与随机化、RS编码、卷积交织、码流变换、差分编码、星座映射、基带成型(包括Nyquist滤波器、半带滤波器、CIC滤波器的设计或模块调用)、高端DAC的配置(输出)等模块的Verilog HLD程序的编写(或者IP核调用)和仿真等工作;成功进行了开发板板级调试,调试的过程中充分利用Xilinx公司的开发板和调试软件ChipScope,成功设计了验证方案并进行了模块验证;最后进行了各模块联调工作,设计了系统验证方案并成功完成对整个系统的验证工作。 经测试表明,该系统主要性能达到国家相关标准GY/T 198-2003(有线数字电视广播QAM调制器技术要求和测量方法)规定的技术指标,可以进入样机试生产环节。

    标签: 有线数字电视 广播系统 信道编码

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:jiangfire