多普勒计程仪是根据声波在水中的多普勒效应原理而制成的一种精密测速和计算航程的仪器,它是船用导航设备的重要组成之一。针对于多普勒计程仪的核心问题——频率估计,本文提出了一种基于FPGA实现的多普勒测频方案,它具有抗干扰能力强、运算速度快等特点。本论文主要是围绕系统的测频方案的设计与实现展开的。 本文主要研究工作包括:设计和调试基于FPGA的多普勒测频系统的硬件电路;通过对测频算法的研究,采用VHDL语言设计和实现系统的测频算法和其它接口控制程序,并通过软件仿真,测试设计的正确性。 测频系统的硬件电路设计是本论文工作的主要部分之一,也是基于FPGA的多普勒测频系统的核心部分。整个系统以FPGA作为主处理器,完成系统中所有的数字信号处理和外围接口控制,同时,基于FPGA丰富的片内可编程逻辑资源和外部I/O资源,系统还扩展了丰富的通信接口(UART、USB和以太网接口)和显示电路(LCD和LED),使系统便于与PC机进行数据交换和控制。 系统的软件实现是本文工作的另一重要部分。本文通过对测频算法的研究,完成了基于VHDL实现的过零检测法和FFT算法,同时也实现了对接收机信号的自动增益控制、信号采集和与计算机的通信功能等。
上传时间: 2013-04-24
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GPS全球定位系统是美国国防部为军事目的而建立的卫星导航系统,其主要目的是解决海上、陆地和空中运载工具的导航定位问题。GPS作为新一代卫星导航系统,不仅具有全球、全天候、连续、高精度导航与定位能力,而且具有优良的抗干扰性和保密性。因此,发展全球定位系统是当今导航技术现代化的一个重要标志。在GPS接收机中,为了得到导航电文并对其进行解算,要完成复杂的信号处理过程。其中,怎样捕获到卫星信号,并对C/A码进行跟踪是研制GPS接收机的重要问题之一。本文在对GPS信号的结构进行深入的分析后,结合FPGA的特点,对算法进行设计及优化后,给出了相应的仿真。内容主要包括以下几个方面: 1.对GPS信号结构的产生原理进行了深入地分析,并对GPS信号的调制机理进行详细地阐述。 2.在GPS信号的捕获方面,采用了基于FFT频域的快速捕获的方法,即将接收到的GPS信号先利用快速傅立叶变换(FFT)变换到频域,在频域完成相应的运算后,再利用傅立叶反变换(IFFT)变换到时域。从而大大减少了计算量,加快了信号捕获的速度,提高了捕获性能。 3.在C/A码跟踪部分,本文采用了非相干延迟锁定环对C/A码进行跟踪。来自载波跟踪环路的本地载波将输入的信号变成基带信号,然后分别和本地码的三个不同相位序列进行相乘,将相乘结果进行累加,经过处理将得到码相位和当前的载波频率送到载波跟踪环路。 4.载波跟踪环,本文采用的是科斯塔斯环。载波跟踪环和码跟踪环在结构上相似,故本文只对关键的载波NCO进行了仿真。 本文的创新点主要是使用FPGA对整个GPS信号的捕获及C/A码的跟踪进行设计。此外,根据FPGA的特点,在不改变外部硬件设计的前提下,改变相应的IP核或相关的VHDL程序就可对系统进行各种优化设计,以适应不同类型的GPS接收机的不同功能。
上传时间: 2013-06-27
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软件无线电(SDR)
上传时间: 2013-06-13
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雷达信号模拟技术和现代雷达技术的发展息息相关。雷达信号模拟设备可以仿真出各种符合实验要求的目标信号来,直接注入雷达来对雷达进行试验,极大的方便了雷达的设计与调试。 本课题主要研究利用FPGA实现线性调频脉冲压缩雷达目标信号的模拟。全文的内容如下: 首先详细阐述了线性调频(LFM)脉冲压缩雷达脉冲压缩原理,分析了线性调频脉冲信号的特点,讨论和比较了匹配滤波数字实现的两种算法:时域实现和频域实现。 其次在对常用雷达信号模拟方法探讨的基础上,提出基于FPGA的线性调频脉冲压缩雷达目标视频信号模拟器的系统设计,对点目标、多目标和延展目标等情况下的目标信号进行建模,针对设定目标参数完成了目标信号的波形仿真,并完成基于频域实现方法的线性调频脉冲压缩雷达数字匹配滤波算法的设计及仿真。 最后,在Quartus Ⅱ 6.0平台上,完成模拟器中脉冲压缩等信号处理部分基于Verilog HDL 语言的软件设计及功能、时序仿真,并完成了相关硬件的设计。
上传时间: 2013-07-13
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Behzad Razavi 所著的《射频微电子学》(RF Microelectronics)的翻译稿,清华大学微电子学研究所参与翻译。主要内容有:射频电子学常见的概念和术语,以及评价射频电路性能的主要指标;模拟和数字信号的调制、解调;常见的无线通信标准;无线前端收发器的结构和集成电路的实现;低噪声放大器和混频器、振荡器、频率综合 器和功率放大器的电路原理和分析方法,等等。
标签: BehzadRazavi 射频 微电子学
上传时间: 2013-06-23
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多抽样率信号处理是现代信号处理理论的一个重要分支,在最近十几年取得了巨大的发展,并在很多方面得到了成功的应用。本文分别从时域和频域的角度深入分析了抽样率变换的规律,并进一步研究了多抽样率系统的高效实现理论...
上传时间: 2013-07-05
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生物医学信号是源于一个生物系统的一类信号,像心音、脑电、生物序列和基因以及神经活动等,这些信号通常含有与生物系统生理和结构状态相关的信息,它们对这些系统状态的研究和诊断具有很大的价值。信号拾取、采集和处理的正确与否直接影响到生物医学研究的准确性,如何有效地从强噪声背景中提取有用的生物医学信号是信号处理技术的重要问题。 设计自适应滤波器对带有工频干扰的生物医学信号进行滤波,从而消除工频干扰,获得最佳的滤波效果是本研究要解决的问题。生物医学信号具有信号弱、噪声强、频率范围较低、随机性强等特点。由于心电(electrocardiogram,ECG)信号的确定性、稳定性、规则性都比其他生物信号高,便于准确评估和检测滤波效果,本研究采用ECG信号作为原始的模板信号。 本研究将新的电子芯片技术与现代信号处理技术相结合,从过去单一的软件算法研究,转向软件与硬件结合,从而提高自适应速度和精度,而且可以使系统的开发周期缩短、成本降低、容易升级和变更。 采用现场可编程逻辑器件(Field Programmable Gate Array,FPGA)作为新的ECG快速提取算法的硬件载体,加快信号处理的速度。为了将ECG快速提取算法转换为常用的适合于FPGA芯片的定点数算法,研究中详细分析了定点数的量化效应对自适应噪声消除器的影响,以及对浮点数算法和定点数算法的复合自适应滤波器的各种参数的选择,如步长因子和字长选择。研究中以定点数算法中的步长因子和字长选择,作为FPGA设计的基础,利用串并结合的硬件结构实现自适应滤波器,并得到了预期的效果,准确提取改善后的ECG信号。 研究中,在MATLAB(Matrix Laboratry)软件的环境下模拟,选取带有50Hz工频干扰的不同信噪比的ECG原始信号,在浮点数情况下,原始信号通过采用最小均方LMS(LeastMean Squares)算法的浮点数自适应滤波器后,根据信噪比的改善和收敛速度,确定不同的最佳μ值,并在定点数情况下,在最佳μ值的情况下,原始信号通过采用LMs算法的定点数自适应滤波器后,根据信噪比的改善效果和采用硬件的经济性,确定最佳的定点数。并了解LMS算法中步长因子、定点数字长值对信号信噪比、收敛速度和硬件经济性的影响。从而得出针对含有工频干扰的不同信噪比的原始ECG,应该采用什么样的μ值和什么样的定点数才能对原始ECG的改善和以后的硬件实现取得最佳的效果,并根据所得到的数据和结果,在FPGA上实现自适应滤波器,使自适应滤波器能对带有工频干扰的ECG原始信号有最佳的滤波效果。
上传时间: 2013-04-24
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多抽样率信号处理是现代信号处理理论的一个重要分支,在最近十几年取得了巨大的发展,并在很多方面得到了成功的应用。本文分别从时域和频域的角度深入分析了抽样率变换的规律,并进一步研究了多抽样率系统的高效实现理论和方案。多抽样率系统需要通过滤波器来改善其性能。本文分析了一般滤波器设计的方法与理论,着重研究了积分梳状滤波器和半带滤波器这两种多抽样率滤波器,并根据多抽样率信号处理的特点以及几种高效滤波结构和滤波器,利用积分梳状滤波器和半带滤波器在FPGA上设计了2~256倍可编程抽取器。为了进一步分析多相结构在多抽样率信号处理中的应用,使用多相结构设计了具有固定倍数的内插器。在论文的最后,详细介绍了某型号雷达信号处理机的硬件设计及其FPGA设计。关键字:多抽样率信号处理 抽取 内插 多相滤波 积分梳状滤波器 半带滤波器
上传时间: 2013-06-12
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小信号放大器的设计 1. 放大器是射频/微波系统的必不可少的部件。 2. 放大器有低噪声、小信号、高增益、中功率、大功率等。 3. 放大器按工作点分有A、AB、B、C、D…等类型。 4. 放大器指标有:频率范围、动态范围、增益、噪声系数、工作效率、1dB压缩点、三阶交调等
上传时间: 2013-07-23
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FPGA输出数据的时频域分析GUI界面,\r\n可观察信号的时域频域波形,星座图眼图等特性
上传时间: 2013-08-27
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