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上传时间: 2013-07-03
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有源电力滤波器(Active Power Filter,简称 APF)是近年来治理电力系统谐波污染的非常有效的装置。众所周知,电力电子装置和非线性负载的广泛使用,使谐波电流和无功电流大量注入电网,严重威胁电网和电气设备的安全运行与正常使用,并且产生大量的能源浪费。随着我国“十一五”规划中关于建设节约型社会的战略方针的提出,应用APF进行谐波和无功治理的研究工作将会有很广阔的应用前景。 本文阐述了有源电力滤波器的基本原理,介绍了当前主要的几种APF的分类以及电路拓扑结构,分别对三相三线和三相四线制APF的结构进行分析,建立了两种数学模型,指出三相三线制APF在实际供电系统中应用的局限性。本文介绍了三种当前广泛采用的电流控制方法和一种比较先进的空间矢量控制方法。对于APF系统的核心--谐波检测,本文介绍了三种谐波检测理论,着重对本文设计的APF所采用的瞬时无功功率理论进行详细的理论分析,在MATLAB软件中建立一个三相四线制基于瞬时无功功率理论的APF系统仿真模型,验证瞬时无功功率理论的可行性。 在进行大量理论分析和验证的基础上,设计一台采用单片机和DSP双CPU的有源电力滤波器。硬件上设计单片机的时钟电路、仿真器接口电路;设计DSP的时钟电路,外接存储器扩展电路;设计APF系统的电压周期检测电路,电流绝对值转换电路等等。软件上编写单片机的主程序和中断程序、DSP的主程序和启动搬运程序,调试并给电进行实际测试和实验分析。
上传时间: 2013-04-24
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PCB线路板雕刻机可根据PCB线路设计软件(如PROTEL)设计生成的线路文件,自动、精确地制作单、双面印制电路板。用户只需在计算机上完成PCB文件设计并据其生成加工文件后,通过LPT通讯接口传送给雕刻机的控制系统,雕刻机就能快速的自动完成雕刻、钻孔、隔边的全部功能,制作出一块精美的线路板来,真正实现了低成本、高效率的自动化制板。该设备操作简单,可靠性高,是高校电子、机电、计算机、控制、仪器仪表等相关专业实验室、电子产品研发企业及科研院所、军工单位等的理想工具。 线路板雕刻机是一种机电、软硬件互相结合的高新科技产品,它利用PCB线路设计软件(如PROTEL)生成的PCB文件信息,转换为国际通用的G代码加工文件,直接输出给雕刻机,来控制雕刻机自动完成雕刻、钻孔、切边等工作。它利用物理雕刻方法,通过计算机控制,在空白的敷铜板上把不必要的铜箔铣去,形成用户设计的线路板。使用简单、精度高、省时、省料。
上传时间: 2013-07-16
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GSM是全球使用最为广泛的一种无线通信标准,不仅在民用领域,也在铁路GSM-R等专用领域发挥着极为重要的作用。由于无线信道具有瑞利衰落和延时效应,在通信系统的收发两端也存在不完全匹配等未知因素,因此接收的信号叠加有各种误差因素的影响。GSM接收机的实现离不开系统的同步,为了得到更好的同步质量,就必须对GSM基带同步技术进行研究,选择一种最合适的同步算法。GSM的同步既有时间同步,也有频率同步。 @@ 软件无线电是当前通信领域引入注目的热点之一。长期以来,GSM的接收和解调都是由专用的ASIC芯片来完成的,通过软件来实现GSM接收机的基带算法,体现了软件无线电技术的思想,选择用它们来实现的GSM接收机具有灵活、可靠、扩展性好的优点。 @@ 论文主要讨论GSM接收机同步算法与基于FPGA和DSP的GSM接收机设计, @@ 主要内容包括: @@ 通过相关理论知识的学习,设计验证了GSM基带同步算法。对FB时间同步,讨论了包络检测和FFT变换两种不同的方法;对SB时间同步,介绍实相关和复相关两种方法;对频率同步,给出了一种对FB运用相关运算来精确估计频率误差的算法。 @@ 设计了使用GSM射频收发芯片RDA6210并通过实验室的ALTERA EP3C25FPGA开发板进行控制的GSM射频端的解决方案,论文对RDA6210的性能和控制方式进行了详细的介绍,设计了芯片的控制模块,得到了下变频后的GSM基带信号。 @@ 设计了基于RF前端+FPGA的GSM接收机方案。利用ALTERA EP2S180开发平台来完成基带数据的处理。针对ALTERA EP2S180开发平台模数转换器AD9433的特点使用THS4501设计了单独的差分运算放大器模块;设计了平台的数据存储方案并将该平台得到的基带采样数据用于同步算法的仿真。 @@ 设计了基于RF前端+DSP的GSM接收机方案。利用模数转换器AD9243、FPGA芯片和TMS320C6416TDSP芯片来完成基带数据的处理。设计了McBSP+EDMA传输的数据存储方案。 @@ 给出了接收机硬件测试的结果,从多方面验证了所设计硬件平台的可靠性。 @@关键词:GSM接收机;同步;RF; FPGA;DSP;
上传时间: 2013-07-01
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可重构计算技术兼具通用处理器(General-Purpose Processor,GPP)和专用集成电路(Application Specific Integr—ated Circuits,ASIC)的特点,既可以提供硬件高速的特性,又具有软件可以重新配置的特性。而动态部分可重构技术是可重构计算技术的最新进展之一。该技术的要点就是在系统正常工作的情况下,修改部分模块的功能,而系统其它模块能够照常运行,这样既节约硬件资源,又增强了系统灵活性。 可重构SoC既可以在处理器上进行编程又可以改变FPGA内部的硬件结构,这使得SoC系统既具有处理器善于控制和运算的特点,又具FPGA灵活的重构特点;由于处理器和FPGA硬件是在同一块硅片上,使得它们之间的通信宽带大大提高,这种平台很适合于容错算法的实现。 本文基于863计划项目;动态重构计算机的可信实现关键技术,重点研究应用于恶劣环境中FPGA自我容错的体系结构,提出了一套完整的SoC系统的容错设计方案,并研究其实现技术,设计实现了实现该技术的硬件平台和软件算法,并验证成功。 论文取得了如下的创新性研究成果: 1、设计了实现动态重构技术的硬件平台,包括高性能的FPGA(内含入式处理器PowcrPC)、PROM、SRAM、FLASH、串口通信等硬件模块。 2、说明了动态重构技术的设计规范和设计流程,实现动态重构技术。 3、提出了一种基于动态重构实现容错的方法,不需要外部处理器干预,由嵌入式处理器负责管理整个过程。 4、设计并实现了嵌入式处理器运行时需要的软件,主要有两个功能,首先是从CF卡中读入重构所需的配置文件,并将配置文件写进FPGA内部的配置存储器中,改变FPGA内部的功能。其次,是实现容错技术的算法。
上传时间: 2013-04-24
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目前对数字化音频处理的具体实现主要集中在以DSP或专用ASIC芯片为核心的处理平台的开发方面,存在着并行处理性能差,系统升级和在线配置不灵活等缺点。另一方面现有解决方案的设计主要集中于处理器芯片,而对于音频编解码芯片的关注度较低,而且没有提出过从芯片层到PCB板层的完整设计思路。本文针对上述问题对数字化音频处理平台进行了研究,主要内容包括: 1、提出了基于FPGA的通用音频处理平台,该方案有别于现有的基于MCU、DSP和其它专用ASIC芯片的方案,论证了基于FPGA的音频处理系统的结构及设计工作流程,并对嵌入式音频处理系统专门进行了研究。 2、提出了从芯片层到PCB板层的完整设计思路,并将设计思路得以实现。完成了FPGA的设计及实现过程,包括:系统整体分析,设计流程分析,配置模块和数据通信模块的RTL实现等;解决了FPGA与音频编解码芯片TLV320AIC23B之间接口不匹配问题;给出配置和数据通信模块的功能方框图;从多个角度完善PCB板设计,给出了各个系统组成部分的详细设计方案和硬件电路原理图,并附有PCB图。 3、建立了实验和分析环境,完成了各项实验和分析工作,主要包括:PCB板信号完整性分析和优化,FPGA系统中各个功能模块的实验与分析等。实验和分析结果论证了系统设计的合理性和实用性。 本文的研究与实现工作通过实验和分析得到了验证。结果表明,本文提出的由FPGA和音频编解码芯片TLV320AIC23B组成的数字化音频处理系统完全可以实现音频信号的数字化处理,从而可以将FPGA在数字信号处理领域的优点充分发挥于音频信号处理领域。
上传时间: 2013-04-24
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随着交通工具的迅猛发展,智能交通系统(Intelligent TransportationSystems,简称ITS)在交通管理中受到广泛的关注。而在ITS中,车牌识别(LicensePlate Recognition,简称LPR)是其核心技术。车牌识别系统主要由数据采集和车牌识别算法两个部分组成。由于车牌清晰程度、摄像机性能、气候条件等因素的影响,牌照中的字符可能出现不清楚、扭曲、缺损或污迹干扰,这都给识别造成一定难度。因此,在复杂背景中快速准确地进行车牌定位成为车牌识别系统的难点。 本文研究和设计了一种集图象采集,图象识别,图象传输等于一体的实时嵌入式系统。该平台包括硬件系统设计与应用程序开发两个方面,充分利用TI公司的C6000系列DSP强大的并行运算能力、以及FPGA的灵活时序逻辑控制技术,从硬件方面实现系统的高速运行。 本文的主要工作有两部分组成,具体如下: (1) 在硬件设计方面:实现由A/D、电源、FPGA、DSP以及SDRAM和FLASH所组成的车牌识别系统;设计并完成系统的原理图和印制板图;完成电路板调试,以及完成FPGA.在高速图像采集中的veriIog应用程序开发。 (2) 在软件开发方面:完成Philips公司的SAA7113H的配置代码开发,以及DSP底层的部分驱动程序开发。 该系统能够实现25帧每秒的数字视频流图像数据的输出,并由FPGA负责完成一幅720×572数据量的图像采集。DSP负责系统的嵌入式操作,包括系统的控制和车牌识别算法的实现。 目前,嵌入式车牌识别系统硬件平台已经搭建成功,系统软件代码程序也已经开发完成。本系统能够实现高速图像采集、嵌入式操作与车牌识别算法、UART数据通信等功能,具有速度快、稳定性高、体积小、功耗低等特点,为车牌识别算法提供一个较好的验证平台。
上传时间: 2013-04-24
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在数字电视系统中,MPEG-2编码复用器是系统传输的核心环节,所有的节目、数据以及各种增值服务都是通过复用打包成传输流传输出去。目前,只有少数公司掌握复用器的核心算法技术,能够采用MPEG-2可变码率统计复用方法提高带宽利用率,保证高质量图像传输。由于目前正处广播电视全面向数字化过渡期间,市场潜力巨大,因此对复用器的研究开发非常重要。本文针对复用器及其接口技术进行研究并设计出成形产品。 文中首先对MPEG-2标准及NIOS Ⅱ软核进行分析。重点研究了复用器中的部分关键技术:PSI信息提取及重构算法、PID映射方法、PCR校正及CRC校验算法,给出了实现方法,并通过了硬件验证。然后对复用器中主要用到的AsI接口和DS3接口进行了分析与研究,给出了设计方法,并通过了硬件验证。 本文的主要工作如下: ●首先对复用器整体功能进行详细分析,并划分软硬件各自需要完成的功能。给出复用器的整体方案以及ASI接口和DS3接口设计方案。 ●在FPGA上采用c语言实现了PSI信息提取与重构算法。 ●给出了实现快速的PID映射方法,并根据FPGA特点给出一种新的PID映射方法,减少了逻辑资源的使用,提高了稳定性。 ●采用Verilog设计了SI信息提取与重构的硬件平台,并用c语言实现了SDT表的提取与重构算法,在FPGA中成功实现了动态分配内存空间。 ●在FPGA上实现了.ASI接口,主要分析了位同步的实现过程,实现了一种新的快速实现字节同步的设计。 ●在FPGA上实现了DS3接口,提出并实现了一种兼容式DS3接口设计。并对帧同步设计进行改进。 ●完成部分PCB版图设计,并进行调试监测。 本复用器设计最大特点是将软件设计和硬件设计进行合理划分,硬件平台及接口采用Verilog语言实现,PSI信息算法主要采用c语言实现。这种软硬件的划分使系统设计更加灵活,且软件设计与硬件设计可同时进行,极大的提高了工作效率。 整个项目设计采用verilog和c两种语言完成,采用Altera公司的FPGA芯片EP1C20,在Quartus和NIOS IDE两种设计平台下设计实现。根据此方案已经开发出两台带有ASI和DS3接口的数字电视TS流复用器,经测试达到了预期的性能和技术指标。
上传时间: 2013-08-03
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数字式π/4-DQPSK是一种线性窄带调制技术,具有频谱利用率高、频谱特性好、抗衰落性能强、可用非相干解调等突出特点。在移动通信、卫星通信中得到广泛应用。 本文介绍了π/4-DQPSK调制解调的基本原理和各个模块的设计实现;完成了调制解调算法的Matlab仿真设计;采用VHDL硬件描述语言在Xilinx公司的ISE5.2开发环境下设计实现各个模块,通过了时序仿真,实现了正确解调;分析了在实现过程中,采用1bit差分检测了误码率。文章由推出的误码率表达式得到静态高斯噪声下,信噪比为16dB时误码率可达10-8。用Protel99SE进行PCB板设计,完成程序下载进FPGA芯片以及电路调试,其输入符号速率200kbps,调制中频455kHz。测试结果验证了程序的正确,实现了π/4-DQPSK调制解调系统完成预定的目标。
上传时间: 2013-04-24
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随着雷达、图像、通信等领域对信号高速处理的要求,研究人员正寻求高速的数字信号处理算法,以满足这种高速地处理数据的需要。常用的高速实时数字信号处理的器件有ASIC、可编程的数字信号处理芯片、FPGA,等等。 本文研究了时域FPGA上实现高速高阶FIR数字滤波器结构,并实现了高压缩比的LFM脉冲信号的匹配滤波。文章根据FIR数字滤波器理论,分析比较实现了FIR滤波器的方法;使用并行分布式算法,在Xilinx的VirtexⅡFPGA系列芯片上设计了高速高阶FIR滤波器。并详细进行了分析;设计出了一个256阶的线性调频脉冲压缩信号的匹配滤波器设计实例,并用ModelSim软件进行了仿真。
上传时间: 2013-07-18
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