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  • 基于FPGA的工频干扰实时滤波技术

    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。

    标签: FPGA 工频干扰 滤波技术

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:gzming

  • 基于FPGA的永磁电机控制系统

    随着经济的发展,科学技术的进步,永磁电机的研发和控制技术都有了快速的发展。永磁电机的发展也带来了永磁电机控制器的发展,电机控制器已经由传统的模拟元件控制器,逐渐转向数模混合控制器、全数字控制器。基于现场可编程门阵列(FPGA——Field Programmable Gate array)的新一代数字电机控制技术得到越来越多的关注。现在的FPGA不仅实现了软件需求和硬件设计的完美集合,还实现了高速与灵活性的完美结合,使其已超越了ASIC器件的性能和规模。在工业控制领域,FPGA虽然起步较晚,但是发展势头迅猛。    本文在介绍了传统无刷直流电机控制技术的基础上,分析了采用FPGA实现电机控制的优点。详细介绍了使用硬件编程语言,在FPGA中编程实现永磁无刷直流电机速度闭环控制的各个关键环节,如:PI调节器、数字PWM等等。在实现永磁无刷直流电机速度闭环控制的同时,将速度检测环节采用FPGA实现,减小了系统硬件开销。在实现单台永磁无刷直流电机速度闭环控制的基础上,本文在一片FPGA芯片上实现了多台永磁无刷直流电机的速度闭环独立控制系统。介绍了采用FPGA进行多台电机控制具有独特的优势,这些优势使得FPGA在实现多台电机控制时非常方便,具有单片机(MCU)和数字信号处理器(DSP)无法比拟的优点。文中对基于FPGA的单台和多台永磁无刷直流电机控制系统分别进行了实验验证。    FPGA编程灵活,设计方便,本文在FPGA中实现了各种不同的PWM调制方式。从电路方面详细分析了采用不同的PWM调制,换相时无刷直流电机母线的反向电流问题。借助FPGA平台,对各种PWM调制方式进行了实验,对理论分析进行了验证。    另外,本文介绍了目前非常流行的一种FPGA图形化设计方法,即基于XSG(Xilinx System Generator)的FPGA设计。这种设计方法具有图形化、模块化的优点,大大方便了用户的FPGA开发设计。在XSG中建立的仿真系统,区别于传统的Simulink仿真,可以直接生成相应的硬件编程语言代码下载到FPGA中运行。本文借助XSG软件设计在XSG/Simulink中实现了永磁同步电机矢量控制系统的混合建模算法,并进行了仿真。

    标签: FPGA 永磁电机 控制系统

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:wangyi39

  • 用FPGA实现的8点32 位FFT 处理器方案

    :文章针对目前数字信号处理中大量采用的快速傅立叶变换[FFT] 算法采用软件编程来处理的应用现状,在对FFT 算法进行\\\\\\\\r\\\\\\\\n分析的基础上,给出了用FPGA[Field Programmable Gate array] 实现的8 点32 位FFT 处理器方案,并得到了系统的仿真结果。\\\\\\\\r\\\\\\\\n最后在Altera 公司FLEX10K系列FPGA 芯片上成功地实现了综合。

    标签: FPGA FFT 处理器 方案

    上传时间: 2013-08-09

    上传用户:yangzhiwei

  • 基于CORDIC算法的高速ODDFS电路设计

    为了满足现代高速通信中频率快速转换的需求,基于坐标旋转数字计算(CORDIC,Coordinate Rotation Digital Computer)算法完成正交直接数字频率合成(ODDFS,Orthogonal Direct Digital Frequency Synthesizer)电路设计方案。采用MATLAB和Xilinx System Generator开发工具搭建电路的系统模型,通过现场可编程门阵列(FPGA,Field Programmable Gate array)完成电路的寄存器传输级(RTL,Register Transfer Level)验证,仿真结果表明电路设计具有很高的有效性和可行性。

    标签: CORDIC ODDFS 算法 电路设计

    上传时间: 2013-11-09

    上传用户:hfnishi

  • LTC1099半闪速8位AD转换数字光电二极管阵列

    This application note describes a Linear Technology "Half-Flash" A/D converter, the LTC1099, being connected to a 256 element line scan photodiode array. This technology adapts itself to handheld (i.e., low power) bar code readers, as well as high resolution automated machine inspection applications..  

    标签: 1099 LTC 8位 AD转换

    上传时间: 2013-11-21

    上传用户:lchjng

  • VGA 8:1 multiplexer reference

    This reference design (RD) features a fullyassembled and tested surface-mount printed circuitboard (PCB). The RD board utilizes the MAX48851:2 or 2:1 multiplexer and other ICs to implement acomplete video graphics array (VGA) 8:1multiplexer.VGA input/output connections are provided to easilyinterface the MAX4885 RD board with VGAcompatibledevices. The RD board gives the optionto use a single 5V DC power supply (V+), or this RDboard can be powered from any one of the eight VGA sources.

    标签: multiplexer reference VGA

    上传时间: 2013-11-09

    上传用户:ANRAN

  • IC封裝製程簡介(IC封装制程简介)

    半導體的產品很多,應用的場合非常廣泛,圖一是常見的幾種半導體元件外型。半導體元件一般是以接腳形式或外型來劃分類別,圖一中不同類別的英文縮寫名稱原文為   PDID:Plastic Dual Inline Package SOP:Small Outline Package SOJ:Small Outline J-Lead Package PLCC:Plastic Leaded Chip Carrier QFP:Quad Flat Package PGA:Pin Grid array BGA:Ball Grid array         雖然半導體元件的外型種類很多,在電路板上常用的組裝方式有二種,一種是插入電路板的銲孔或腳座,如PDIP、PGA,另一種是貼附在電路板表面的銲墊上,如SOP、SOJ、PLCC、QFP、BGA。    從半導體元件的外觀,只看到從包覆的膠體或陶瓷中伸出的接腳,而半導體元件真正的的核心,是包覆在膠體或陶瓷內一片非常小的晶片,透過伸出的接腳與外部做資訊傳輸。圖二是一片EPROM元件,從上方的玻璃窗可看到內部的晶片,圖三是以顯微鏡將內部的晶片放大,可以看到晶片以多條銲線連接四周的接腳,這些接腳向外延伸並穿出膠體,成為晶片與外界通訊的道路。請注意圖三中有一條銲線從中斷裂,那是使用不當引發過電流而燒毀,致使晶片失去功能,這也是一般晶片遭到損毀而失效的原因之一。   圖四是常見的LED,也就是發光二極體,其內部也是一顆晶片,圖五是以顯微鏡正視LED的頂端,可從透明的膠體中隱約的看到一片方型的晶片及一條金色的銲線,若以LED二支接腳的極性來做分別,晶片是貼附在負極的腳上,經由銲線連接正極的腳。當LED通過正向電流時,晶片會發光而使LED發亮,如圖六所示。     半導體元件的製作分成兩段的製造程序,前一段是先製造元件的核心─晶片,稱為晶圓製造;後一段是將晶中片加以封裝成最後產品,稱為IC封裝製程,又可細分成晶圓切割、黏晶、銲線、封膠、印字、剪切成型等加工步驟,在本章節中將簡介這兩段的製造程序。

    标签: 封裝 IC封装 制程

    上传时间: 2014-01-20

    上传用户:苍山观海

  • 为您的FPGA选择合适的电源

    Abstract: There are many things to consider when designing a power supply for a field-programmablegate array (FPGA). These include (but are not limited to) the high number of voltage rails, and thediffering requirements for both sequencing/tracking and the voltage ripple limits. This application noteexplains these and other power-supply considerations that an engineer must think through whendesigning a power supply for an FPGA.

    标签: FPGA 电源

    上传时间: 2013-11-12

    上传用户:金苑科技

  • NAND_Flash的坏块处理

    产生坏块的原因是因为NAND Flash的工艺不能保证NAND的Memory array在其生命周期中保持性能的可靠,所以,在NAND的生产中及使用过程中会产生坏块。

    标签: NAND_Flash

    上传时间: 2013-10-24

    上传用户:wojiaohs

  • VGA驱动实现方法

    显卡所处理的信息最终都要输出到显示器上,显卡的输出接口就是电脑不显示器之间的桥梁,它负责向显示器输出相应的图像信号。CRT显示器因为设计制造上的原因,只能接受模拟信号输入,这就需要显卡能输入模拟信号。VGA接口就是显卡上输出模拟信号的接口,VGA(Video Graphics array)接口,也叫D-Sub接口。虽然液晶显示器可以直接接收数字信号,但为了兼容性,大多数液晶显示器也配备了VGA接口。 VGA是IBM在1987年随PS/2机一起推出的一种视频传输标准,具有分辨率高、显示速率快、颜色丰富等优点,在彩色显示器领域得到了广泛的应用。目前VGA技术的应用还主要基亍VGA显示卡的计算机、笔记本等设备。 根据分辨率丌同,VGA分为VGA(640x480)、SVGA(800x600)、XGA(1024x768)、SXGA(1280x1024)等。

    标签: VGA 驱动 实现方法

    上传时间: 2013-10-22

    上传用户:macarco