现代社会对各种无线通信业务的需求迅猛增长,这就要求无线通信在具有较高传输质量的同时,还必须具有较大的传输容量。这种需求要求在无线通信中必须采用效率较高的线性调制方式,以提高有限频带带宽的数据速率和频谱利用率,而效率较高的调制方式通常会对发端发射机的线性要求较高,这就使功率放大器线性化技术成为下一代无线通信系统的关键技术之一。 在本文中,研究了前人所提出的各种功放线性化技术,如功率回退法、正负反馈法、预失真和非线性器件法等等,针对功率放大器对信号的失真放大问题进行研究,对比和研究了目前广泛流行的自适应数字预失真算法。在一般的自适应数字预失真算法中,主要有两类:无记忆非线性预失真和有记忆非线性预失真。无记忆非线性预失真主要是通过比较功率放大器的反馈信号和已知输入信号的幅度和相位的误差来估计预失真器的各种修正参数。而有记忆非线性预失真主要是综合考虑功率放大器非线性和记忆性对信号的污染,需要同时分析信号的当前状态和历史状态。在对比完两种数字预失真算法之后,文章着重分析了有记忆预失真算法,选择了其中的多项式预失真算法进行了具体分析推演,并通过软件无线电的方法将数字信号处理与FPGA结合起来,在内嵌了System Generator软件的Matlab/Simulink上对该算法进行仿真分析,证明了这个算法的性能和有效性。 本文另外一个最重要的创新点在于,在FPGA设计上,使用了系统级设计的思路,与Xilinx公司提供的软件能够很好的配合,在完成仿真后能够直接将代码转换成FPGA的网表文件或者硬件描述语言,大大简化了开发过程,缩短了系统的开发周期。
上传时间: 2013-06-20
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近年来,瓦斯事故在煤矿生产事故中所占比例越来越高,给矿工的生产生活带来了极大的灾难,必须加强对瓦斯的监测监控,避免瓦斯爆炸事故。因此对瓦斯气体进行快速、实时检测对于煤矿安全生产及环境保护有特别重要的意义。便携式甲烷检测报警仪是各国应用最早最普遍的一种甲烷浓度检测仪表,可随时检测作业场所的甲烷浓度,也可使用甲烷传感器对甲烷浓度进行连续实时地监测。大体上当前应用的便携式甲烷检测仪器,按检测原理分为光学甲烷检测仪、热导型甲烷检测仪、热催化型甲烷检测报警仪、气敏半导体式甲烷检测仪等几种。 光干涉甲烷检测仪性能稳定、使用寿命长,测量准确,是我国煤矿主要的便携式甲烷检测仪器。但现有的光干涉甲烷检测仪存在自动化程度低、测量方法繁琐、读数不直观,人为误差较大、不能存储数据等缺点。为此本文在干涉型甲烷检测仪实现的原理上提出利用线阵型电荷耦合器件(CCD)对干涉条纹进行非接触式的自动测量,获得条纹信息,通过CCD驱动、高速模数转换、数据采集等关键技术,实现了干涉条纹位移的精确测量,由单片机对量化后的测量信号进行智能处理,数字化显示甲烷含量的测量结果。 光干涉甲烷检测的关键是对干涉条纹中白基线以及黑色条纹位置的检测,本设计采用线阵CCD成像获取条纹信息判别其位置。CCD是一种性能独特的半导体光电器件,近年来在摄像、工业检测等科技领域里得到了广泛的应用。将CCD技术应用于位置测量可以实现高精度和非接触测量的要求;运用FPGA实现CCD芯片的驱动具有速度快、稳定高等优点:模数转换之后的数据没有采用专用存储芯片进行存储,而采用FPGA硬件开发平台和Verilog HDL硬件描述语言编写代码实现数据采集模块系统,同时提高数据采集精准度,既降低成本又提高了存储效率。 本文设计的新系统使用方便、精度高、数据可储存,克服了传统光干涉甲烷检测仪的缺点,技术指标和功能都得到较大改善。
上传时间: 2013-06-08
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随着电子技术和计算机技术的飞速发展,视频图像处理技术近年来得到极大的重视和长足的发展,其应用范围主要包括数字广播、消费类电子、视频监控、医学成像及文档影像处理等领域。当前视频图像处理主要问题是当处理的数据量很大时,处理速度慢,执行效率低。而且视频算法的软件和硬件仿真和验证的灵活性低。 本论文首先根据视频信号的处理过程和典型视频图像处理系统的构成提出了基于FPGA的视频图像处理系统总体框图;其次选择视频转换芯片SAA7113,完成视频图像采集模块的设计,主要分三步完成:1)配置视频转换芯片的工作模式,完成视频转化芯片SAA7113的初始化:2)通过分析输出数据流的格式标准,来识别奇偶场信号、场消隐信号和有效行数据的开始和结束信号三种控制信号,并根据控制信号,用Verilog硬件描述语言编程实现图像数据的采集;3)分析SRAM的读写控制时序,采用两块SRAM完成图像数据的存储。然后编写软件测试文件,在ISE Simulator仿真环境进行程序测试与运行,并分析仿真结果,验证了数据采集和存储的正确性;最后,对常用视频图像算法的MATLAB仿真,选择适当的算子,采用工具MATLAB、System Generator for DSP和ISE,利用模块构建方式,搭建视频算法平台,实现图像平滑滤波、锐化滤波算法,在Simulink中仿真并自动生成硬件描述语言和网表,对资源的消耗做简要分析。 本论文的创新点是采用新的开发环境System Generator for DSP实现视频图像算法。这种开发视频图像算法的方式灵活性强、设计周期短、验证方便、是视频图像处理发展的必然趋势。
上传时间: 2013-05-20
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随着计算机科学在人机交互领域的极大发展,作为人脸信息处理中的一项关键技术,人脸检测现在已经成为模式识别,计算机视觉和人机交互领域不可缺少的一部分。但是,人脸检测算法存在计算量大、速度慢等缺点。软件实现方式无法达到实时处理要求,而现有的硬件实现需要占用大量硬件资源。 本文针对现有人脸检测硬件实现的缺点,通过对Adaboost算法和现有硬件结构的分析,提出了双流水线硬件检测架构:扫描窗口流水线、特征向量流水线。并在Vertex-II Pro FPGA平台验证成功,达到实时检测的标准。具体工作和创新点包括如下几点: 介绍了人脸检测的原理以及人脸检测经典算法。其中,详细介绍了Adaboost算法。 对现有的结构进行详细分析。指出现有各架构的缺点,即资源占用多,检测速度慢。针对这两个问题,本文提出了一个适合嵌入式应用的扫描窗口、特征向量双流水线检测硬件架构,详细说明了该架构的工作原理,并在该架构基础上,通过加入预测加载技术,进一步提高检测速度。随后,采用存储器访问效率,架构内部存储单元大小,检测时间长短,运算单元数量四个标准,详细比较了新架构和现有架构的差别,显示出新架构的优势。 基于提出的架构,给出了Adaboost人脸检测系统的VLSI实现方案。本文中,采用自顶向下的设计方法将人脸检测系统分成若干个子模块,然后对每个子模块进行详细的设计和说明,给出了每个子模块的硬件架构、状态转换以及verilog实现后的仿真波形。 采用Xilinx公司的VII Pro FPGA开发板完成人脸检测系统的硬件验证。FPGA验证结果表明对于QCIF分辨率的视频图像,人脸检测系统能够达到50fps的检测速度,满足实时检测的要求。
上传时间: 2013-06-15
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随着信息技术的发展,数字信号的采集与处理在科学研究、工业生产、航空航天、医疗卫生等部门得到越来越广泛的应用,这些应用中对数字信号的传输速度提出了比较高的要求。传统的基于ISA总线的信号传输效率低,严重制约着系统性能的提高。 PCI总线以其高性能、低成本、开放性、软件兼容性等众多优点成为当今最流行的计算机局部总线。但是,由于PCI总线硬件接口复杂、不易于接入、协议规范比较繁琐等缺点,常常需要专用的接口芯片作为桥接,为了解决这一系列问题,本文提出了一种基于FPGA的PCI总线接口桥接逻辑的实现方案,支持PCI突发访问方式,突发长度为8至128个双字长度,核心FPGA芯片采用ALTERA公司的CYCLONE FPGA系列的EP1C6Q240C8,容量为6000个逻辑宏单元,速度为-8,编译后系统速度可以达到80MHz,取得了良好的效果。 基于FPGA的PCI总线接口桥接逻辑的核心是PCI接口模块。在硬件方面,特别讨论了PCI接口模块、地址转换模块、数据缓冲模块、外部接口模块和SRAM DMA控制模块等五个功能模块的设计方案和硬件电路实现方法,着重分析了PCI接口模块的数据传输方式,采用模块化的方法设计了内部控制逻辑,并进行了相关的时序仿真和逻辑验证,硬件需要软件的配合才能实现其功能,因此设备驱动程序的设计是一个重要部分,论文研究了Windows XP体系结构下的WDM驱动模式的组成、开发设备驱动程序的工具以及开发系统实际硬件的设备驱动程序时的一些关键技术。 本文最后利用基于FPGA的PCI总线接口桥接逻辑中的关键技术,对PCI数据采集卡进行了整体方案的设计。该系统采用Altera公司的cyclone Ⅱ系列FPGA实现。
上传时间: 2013-07-24
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在当今的广播系统中,绝大部分的视频信号是隔行采样的。采用这种扫描格式,能够大幅度地减少视频的带宽,但也会引起彩色爬行、画面闪烁、边缘模糊及锯齿等现象。这种缺陷经人尺寸屏幕放大后就更加明显。为改善画面的视觉效果,去隔行技术应运而生。同时,视频信号本身的低帧频也会导致行抖动、线爬行以及大面积闪烁等视觉效果上的缺陷。增加扫描频率会把这些视觉缺陷搬移到人眼不敏感的高频区域上去从而产生较好的主观图象质量。而为了适应不同显示终端以及对图像大小变化的要求就必须对原始信号分辨率即每帧行数和每行像素数进行变换。因此去隔行、帧频转换、分辨率变换成为视频格式转换的基本内容。 FPGA 的出现是VLSI技术和EDA技术发展的结果。FPGA器件集成度高、体积小,具有通过用户编程实现专门应用的功能。它允许电路设计者利用基于计算机的开发平台,经过设计输入、仿真、测试和校验,直到达到预期的结果。使用FPGA器件可以大大缩短系统的研制周期,减少资金投入。另外采用FPGA器件可以将原来的电路板级产品集成芯片级产品,从而降低了功耗,提高了可靠性,同时还可以很方便的对设计进行在线修改。 该文在介绍了视频格式转换中的主要算法后,重点对去隔行、帧频转换、分辨率变换的FPGA综合实现方案进行了由简单到复杂的深入研究,分别给出了最简解决方案、基于非线性算法的解决方案和基于运动补偿的解决方案。最简解决方案利用线性算法将去隔行,帧频转换,分辨率变换三项处理同时实现,达到FPGA内部资源和外部RAM耗用量都为最小的要求,是后续复杂方案的基础。其中去隔行采用场合并方式,帧频转换采用帧重复方式,分辨率变换采用均匀插值方式。基于非线性算法的解决方案中加入了对静止区域的判断,静止区域的输出像素值直接选用相应位置的已存输入数据,非静止区域的输出像素值通过对已存输入数据进行非线性运算得出。基于运动补偿的解决方案在对静止区域进行判断和处理的基础上,对欲生成的变频后的场间插值帧进行运动估计,根据运动矢量得出非静止区域的输出像素值。其中为求得输入场间相应时间位置上的插值帧输出数据,该方案采用了自定义的前后向块匹配运动估计方式,通过对三步搜索算法的高效实现,将SAD 值进行比较得出运动矢量。
上传时间: 2013-07-19
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PCF8591模数与数模转换PCF8591模数与数模转换
上传时间: 2013-07-09
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文中主要介绍了高性能数模转换器AIM21的工作原理及其在智能变送器的设计中的应用。设计方案利用低功耗的16住单片机MSP430作为核心控制器,选用低功耗的外围扩展元器件,设计了具有4 20 mA
上传时间: 2013-06-09
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模/数转换是现代测控电路中非常重要的环节,它有并行和串行两种数据输出形式。目前,模/数转换器ADC已被做成大规模集成电路,并有多种型号和种类可供选择。本文介绍了AD7654的性能特点,并设计了AD76
上传时间: 2013-07-18
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放大器及数据转换器选择指南
上传时间: 2013-04-24
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