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数字电路抢答器

  • 基于FPGA的全数字激光测距信号处理

    激光测距是一种非接触式的测量技术,已被广泛使用于遥感、精密测量、工程建设、安全监测以及智能控制等领域。早期的激光测距系统在激光接收机中通过分立的单元电路处理激光发、收信号以测量光脉冲往返时间,使得开发成本高、电路复杂,调试困难,精度以及可靠性相对较差,体积和重量也较大,且没有与其他仪器相匹配的标准接口,上述缺陷阻碍了激光测距系统的普及应用。 本文针对激光测距信号处理系统设计了一套全数字集成方案,除激光发射、接收电路以外,将信号发生、信号采集、综合控制、数据处理和数据传输五个部分集成为一块专用集成电路。这样就不再需要DA转换和AD转换电路和滤波处理等模块,可以直接对信号进行数字信号处理。与分立的单元电路构成的激光测距信号处珲相比,可以大大降低激光测距系统的成本,缩短激光测距的研制周期。并且由于专用集成电路带有标准的RS232接口,可以直接与通信模块连接,构成激光遥测实时监控系统,通过LED实时显示测距结果。这样使得激光测距系统只需由激光器LD、接收PD和一片集成电路组成即可,提出了桥梁的位移监测技术方法,并设计出一种针对桥梁的位移监测的具有既便携、有效又经济实用的监测样机。 本文基于xil inx公司提供的开发环境(ise8.2)、和Virtex2P系列XC2VP30的开发版来设计的,提出一种基于方波的利用DCM(数字时钟管理器)检相的相位式测距方法;采用三把侧尺频率分别是30MHz、3MHz、lOkHz,对应的测尺长度分别为5米、50米和15000米,对应的精度分别为±0.02米、±0.5米和±5米。设计了一套激光测距全数字信号处理系统。为了证明本系统的准确性,另外设计了一套利用延时的方法来模拟激光光路,经过测试,证明利用DCM检相的相位式测距方法对于桥梁的位移监测是可行的,测量精度和测量结果也满足设计方案要求。

    标签: FPGA 全数字 信号处理 激光测距

    上传时间: 2013-06-12

    上传用户:fanboynet

  • 基于FPGA的高速实时数字存储示波器

    数字存储示波器(DSO)上世纪八十年代开始出现,由于当时它的带宽和分辨率较低,实时性较差,没有具备模拟示波器的某些特点,因此并没有受到人们的重视。随着数字电路、大规模集成电路及微处理器技术的发展,尤其是高速模/数(A/D)转换器及半导体存储器(RAM)的发展,数字存储示波器的采样速率和实时性能得到了很大的提高,在工程测量中,越来越多的工程师用DSO来替代模拟示波器。 本文介绍了一款双通道采样速率达1GHz,分辨率为8Bits,实时带宽为200MHz数字存储示波器的研制。通过对具体功能和技术指标的分析,提出了FPGA+ARM架构的技术方案。然后,本文分模块详细叙述了整机系统中部分模块,包括前端高速A/D转换器和FPGA的硬件模块设计,数据处理模块软件的设计,以及DSO的GPIB扩展接口逻辑模块的设计。 本文在分析了传统DSO架构的基础上,提出了本系统的设计思想和实现方案。在高速A/D选择上,国家半导体公司2005年推出的双通道采样速率达500MHz高速A/D转换器芯片ADC08D500,利用其双边沿采样模式(DES)实现对单通道1GHz的采样速率,并且用Xilinx公司Spraten-3E系列FPGA作为数据缓冲单元和存储单元,提高了系统的集成度和稳定性。其中,FPGA缓冲单元完成对不同时基情况下多通道数据的抽取,处理单元完成对数据正弦内插的计算,而DSO中其余数据处理功能包括数字滤波和FFT设计在后端的ARM内完成。DSO中常用的GPIB接口放在FPGA内集成,不仅充分利用了FPGA内丰富的逻辑资源,而且降低了整机成本,也减少了电路规模。 最后,利用ChipscopePro工具对采样系统进行调试,并分析了数据中的坏数据产生的原因,提出了解决方案, 并给出了FPGA接收高速A/D的正确数据。

    标签: FPGA 高速实时数 字存储 示波器

    上传时间: 2013-07-07

    上传用户:asdkin

  • 数字电路与系统

    本书是数字电子技术基础面向21世纪的换代教材,该书保持了程基础理论的系统性,包括数制、代码、逻辑代数、逻辑门、触发器、组合逻辑电路、时序逻辑电路、脉冲电路等内容。该在内容上与现代电子科学技术的发展相适应、结构和取材按学科发展的需要增加了数字系统设计基础; 可编程逻辑器件; 计算机辅助分析与设计三章,其中不泛90年代推出的新技术。 本书介绍的集成逻辑电路全部以工程实际电路为范例,介绍实际应用,重视学生基础知识和基本技能培养。

    标签: 数字电路

    上传时间: 2013-06-28

    上传用户:啊飒飒大师的

  • 基于FPGA的视频图像画面分割器

    视频监控一直是人们关注的应用技术热点之一,它以其直观、方便、信息内容丰富而被广泛用于在电视台、银行、商场等场合。在视频图像监控系统中,经常需要对多路视频信号进行实时监控,如果每一路视频信号都占用一个监视器屏幕,则会大大增加系统成本。视频图像画面分割器主要功能是完成多路视频信号合成一路在监视器显示,是视频监控系统的核心部分。 传统的基于分立数字逻辑电路甚至DSP芯片设计的画面分割器的体积较大且成本较高。为此,本文介绍了一种基于FPGA技术的视频图像画面分割器的设计与实现。 本文对视频图像画面分割技术进行了分析,完成了基于ITU-RBT.656视频数据格式的画面分割方法设计;系统采用Xilinx公司的FPGA作为核心控制器,设计了视频图像画面分割器的硬件电路,该电路在FPGA中,将数字电路集成在一起,电路结构简洁,具有较好的稳定性和灵活性;在硬件电路平台基础上,以四路视频图像分割为例,完成了I2C总线接口模块,异步FIFO模块,有效视频图像数据提取模块,图像存储控制模块和图像合成模块的设计,首先,由摄像头采集四路模拟视频信号,经视频解码芯片转换为数字视频图像信号后送入异步FIFO缓冲。然后,根据画面分割需要进行视频图像数据抽取,并将抽取的视频图像数据按照一定的规则存储到图像存储器。最后,按照数字视频图像的数据格式,将四路视频图像合成一路编码输出,实现了四路视频图像分割的功能。从而验证了电路设计和分割方法的正确性。 本文通过由FPGA实现多路视频图像的采集、存储和合成等逻辑控制功能,I2C总线对两片视频解码器进行动态配置等方法,实现四路视频图像的轮流采集、存储和图像的合成,提高了系统集成度,并可根据系统需要修改设计和进一步扩展功能,同时提高了系统的灵活性。

    标签: FPGA 视频图像 画面分割器

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:啦啦啦啦啦啦啦

  • 软件无线电中数字下变频技术研究

    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。

    标签: 软件无线电 数字下变频 技术研究

    上传时间: 2013-06-09

    上传用户:szchen2006

  • 模拟和数字电子电路基础

    模拟和数字电路基础,外文版的书,逻辑性比较强。

    标签: 模拟 数字电子 电路基础

    上传时间: 2013-07-30

    上传用户:liangrb

  • 基于PIC16F877A的方波信号发生器电路设计

    !方波信号是数字电路中非常重要的信号源!其产生方法有很多途径"本设计是基于MPLAB平台通过对方波信号发生器的电路分析!介绍了方波信号的产生原理和软件实现过程!并利用’:.单片机的定时器#计数器技术对PIC16F877A进行编程$通过对TMRO模块进行设置!使其分频比改变!产生V种不同频率的方波信号!同时改变初始值!产生任意频率的方波信号"

    标签: F877 877A PIC 16F

    上传时间: 2013-10-23

    上传用户:c12228

  • 一种通用单片机数据采集电路的设计

    在单片机应用系统中,有时需要采集大量的开关信号,由于信号多且接入方式不同,使得电路较复杂,占用了单片机大量资源,数据采集软件的开发量也较大。笔者用纯数字电路设计了一个特别适合于远程大数据量采集的电路(最大可采集1024个开关量,附图所示电路可采集192个开关量)。 电路由双二进制加法计数器CD4520、译码器74LS138、缓冲驱动器74LS244等组成。NE555产生的脉冲加到计数器D1的CP1端,由于D1的Q4同时也接D1的EN2,所以D1的双计数器构成级联计数电路,其输出Q2~Q7作为开关输入量的地址送D5的输入端。Q1作为片选信号接D5,Q5~Q7接D2输入端,为D3、D4等译码器提供片选信号,而Q2~Q4接D3、D4等译码器的输入端,译码器的输出作为D7、D8等的片选信号。D7、D8等的输入接采样的开关信号(图中开关接通表示输入为低位),其输出接D6输入端。当D6片选有效时(Q1为低电位),输出的数据地址线上为开关量信号。当D5片选有效时(Q1为高电位)输出的数据地址线上为开关量信号的地址。8条数据地址线可直接接单片机P1口或通过74LS245接单片机总线,1条数据地址选择线也可直接接单片机P2或P3口。

    标签: 用单片机 数据采集电路

    上传时间: 2013-10-14

    上传用户:tonyshao

  • 数字陷波器的设计

    陷波器是无限冲击响应(IIR)数字滤波器,该滤波器可以用以下常系数线性差分方程表示:ΣΣ==−−−=MiNiiiinybinxany01)()()( (1)式中: x(n)和y(n)分别为输人和输出信号序列;和为滤波器系数。 iaib对式(1)两边进行z变换,得到数字滤波器的传递函数为: ΠΠΣΣ===−=−−−==NiiMiiNiiiMiiipzzzzbzazH1100)()()( (2)式中:和分别为传递函数的零点和极点。 izip由传递函数的零点和极点可以大致绘出频率响应图。在零点处,频率响应出现极小值;在极点处,频率响应出现极大值。因此可以根据所需频率响应配置零点和极点,然后反向设计带陷数字滤波器。考虑一种特殊情况,若零点在第1象限单位圆上,极点在单位圆内靠近零点的径向上。为了防止滤波器系数出现复数,必须在z平面第4象限对称位置配置相应的共轭零点、共轭极点。 izip∗iz∗ip这样零点、极点配置的滤波器称为单一频率陷波器,在频率ωo处出现凹陷。而把极点设置在零的的径向上距圆点的距离为l-μ处,陷波器的传递函数为: ))1()()1(())(()(2121zzzzzzzzzHμμ−−−−−−= (3)式(3)中μ越小,极点越靠近单位圆,则频率响应曲线凹陷越深,凹陷的宽度也越窄。当需要消除窄带干扰而不能对其他频率有衰减时,陷波器是一种去除窄带干扰的理想数字滤波器。当要对几个频率同时进行带陷滤波时,可以按(2)式把几个单独频率的带陷滤波器(3)式串接在一起。一个例子:设有一个输入,它

    标签: 数字 陷波器

    上传时间: 2013-10-18

    上传用户:uuuuuuu

  • 基于扭环形计数器设计交通信号灯自动控制电路

    为了提高学生的数字电子技术综合实践能力,设计交通信号灯自动控制数字电子技术实验电路。选用D触发器和555定时器作为主要器件,利用组合逻辑电路、时序逻辑电路和555定时器等方面的数字电路理论,将扭环形计数器应用到十字路口交通信号灯自动控制电路中,并利用Multisim作为设计工具进行仿真。

    标签: 扭环形计数器 交通信号灯 自动控制电路

    上传时间: 2013-11-16

    上传用户:ouyangmark