基于FPGA的LFM信号匹配滤波的时域实现

为解决频域法实现信号匹配滤波时硬件开销较大的问题,采用时域法实现线性调频（LFM）信号的匹配滤波。设计了一款针对LFM信号的8阶分布式结构的时域匹配滤波器;利用FPGA的ROM宏模块构建查找表,实现分布式滤波算法;基于FPGA器件完成了滤波器的设计与集成。仿真结果显示,滤波器占用170个逻辑单元、109个寄存器、3K字节存储器,逻辑资源开销较小。与传统FIR结构的乘累加算法相比,分布式滤波算法运算速度更快。     

电力谐波检测中基于FPGA的FFT设计与实现

电力谐波污染治理关键在于谐波检测,而在各种检测谐波的理论方法中,快速傅里叶变换(FFT)算法由于其成熟并易于实现而受到了广泛的应用。在FFT的各种基算法中,基-4算法占用资源适中,并通过优化其复数乘法器设计,使得在利用FPGA实现其FFT结构时,进一步降低了其处理器资源的占用率,从而实现其高速运行。     

基于CORDIC算法的流水线型FFT处理器设计

首先分析了基二FFT算法的原理以及在FPGA上实现FFT处理器的硬件结构。其次详细研究了在FPGA上实现FFT的具体过程,利用CORDIC算法实现了旋转因子乘法器,解决了整体设计过程中主要面对的几个关键问题,最终利用Verilog编程实现了基二流水线型FFT处理器,利用MATLAB与MODELSIM结合仿真结果表明该设计满足FFT处理器的基本要求,在10 MHz的采样率下完成32点FFT只需要14.45μs,设计方法也简单易行,具有一定的推广价值。     

全数字可配置信道分路技术的设计方法

提出一种全数字可配置信道分路技术的设计方法,是针对多相阵列FFT算法进行的一种串行结构设计,能够按照分路路数灵活配置多相滤波器组和FFT级数,可支持甚至达到上百路的分路路数。对全数字可配置信道分路的设计方法中涉及到的多相滤波器组和FFT两个主要模块的FPGA实现方法进行了详细阐述。基于该设计方法进行了4路、8路和16路信道分路应用的FPGA硬件设计,给出了硬件占用资源情况和误码测试结果,从而证明该设计方法的可实现性。     

OFDM系统中FFT算法的FPGA设计与实现

针对FFT算法在OFDM系统中的应用,对一般的FFT算法进行比较分析,设计了一种便于FPGA硬件实现的基4 FFT算法结构。该实现结构的设计以简化电路结构,节省硬件资源,便于扩展维护为目的,以第一级运算为基础实现多级FFT运算,采用了电路复用技术,以一种新的数据排序方式实现正序输入,正序输出,简化旋转因子的排列,并对一些相关的关键技术进行了设计改进。本设计在ISE10.1平台采用VHDL语言编程实现,并通过了仿真验证。     

基于嵌入式的CORDIC算法的改进及实现

介绍了CORDIC算法的基本原理,分析了CORDIC算法的具体计算方法.针对利用CORDIC流水线实现FFT蝶形运算耗费资源多的问题,依据CORDIC计算迭代系数的方法改进了CORDIC流水线的结构形式,使其适应FFT算法.整个FFT处理器的实现主要利用了Cyclone Ⅱ系列的EP2C35F672C6.并通过时序仿真和硬件仿真来进行比较.它们的计算结果基本一致.     

一种基于FPGA的FFT阵列处理器

提出一种新的FFT信号处理器的实现方法，使用抽取算法在基于FPGA的FFT硬件处理IP上实现并行大点数快速傅立叶变换，由于采用专用FFT硬件处理与DSP相结合的处理结构，使处理速度大幅度提高。理论和仿真分析论证了该方法的有效性。     

FFT/DFT旋转因子生成算法误差分析及修正

旋转因子生成是FFT/DFT算法中的重要步骤,直接影响系统实现时的计算速度和资源开销。一种改进的算法给出了一个原理简单、计算速度快、占用存储资源少的旋转因子生成方案。然而系统实现时,乘加单元定点操作会引入截位或舍入误差,且该误差会随着乘加次数的增加而逐级扩散,导致旋转因子精度值下降,无法满足系统性能要求。基于FFT/DFT矩阵分解实现方式,本文给出了旋转因子生成的具体硬件实现结构,以及详细的误差分析。同时采用重定标的误差修订方案以减小误差,并推导出了重定标次数与系统给定条件之间的关系式,便于设计者进行灵活的设计。文章同时引入流水技术提高了系统速率。性能分析表明,相对于以往的算法,本文提出的算法占用的存储资源大大减少;且相对于不进行重定标方案,7次重定标能保证旋转因子精度提高约16个dB。      

基于FPGA的新型高速FFT算法研究与实现

提出一种新型基8/4FFT算法及其实现结构,设计出高速的处理模块.该设计可选择性地实现8 k、4 k及2 k点FFT;通过乘法器的复用,有效降低硬件消耗;应用对称乒乓RAM结构提高了蝶型运算单元的连续运算能力.模块利用Verilog语言进行描述,在Quartus5.0软件环境中完成输入、综合及布局布线.结果表明本文提出的算法结构具有优越的精度和速度,充分能够满足实际应用要求.     

少模光纤通信频域均衡中的大点数FFT设计

为了减小频域均衡系统电路实现的功耗和面积,满足长距离少模光纤通信对均衡器的要求,对关键环节快速傅里叶变换(FFT)电路的实现进行了研究,采用2维分解算法将大点数的FFT运算转换为小点数FFT处理器的设计,降低了硬件复杂度。设计了基于现场可编程门阵列的高速蝶形运算核,实现了16384点FFT的2维R22SDF结构,提高存储器的资源利用率,减少了复数乘法器的使用;进行了理论分析和实验验证,取得了不同时钟频率下的电路结构占用资源的数据。结果表明,FFT运算器的正确性得到验证,该FFT运算器能够适应少模光纤通信系统中优化频域均衡电路结构的要求,能够实现200MHz数据传输速度的频域均衡实时处理。     

一种实序列FFT算法改进及其在DSP上的实现

FFT是数字信号处理最重要的算法之一,论文分析了常规的2N点按时间抽选的实序列FFT运算的基本原理,介绍了一种改进的算法,算法将奇数序列和偶数序列部分开计算,并提取旋转因子的公因子,大大减少了计算过程中的加法和乘法的个数和旋转因子的引用次数,并在实际的DSP平台上进行了实现,实验数据表明,该算法在运算效率和复杂度上都较传统FFT算法有较大的改进。     

应用欠采样原理提高相位式激光测距精度

在激光测距中,测程和测量精度一直都是一对矛盾体.在保证测程的同时,提高测量精度是本次设计的关键所在.相位式激光测距的传统思想是将高频信号进行混频之后得到频率较低的差频信号,使用FFT得到相位,但是信号经混频后会带来幅度的衰减和相位的偏移.为了解决该问题,提出一个新的思路,利用欠采样技术与同步检测原理改进测相方法,降低数据处理的复杂度,提高相位检测的精度.用MATLAB仿真有白噪声和其他干扰信号存在时欠采样技术测量相位的精度,经过误差分析之后进行改进并与传统的方法进行了比较.     

一种扩展载波环频率捕获范围的方法

在MPSK数字载波恢复中,可以通过锁频锁相环捕获大范围频率偏移。低信噪比下,锁相环的频率捕获范围较小,而工程中锁频环剩余频偏通常较大,因而需要扩展锁相环的频率捕获范围。描述了频差估计以及COSTAS环中相位检测技术的实现方法,分析了COSTAS环的相位检测特性,并根据这种算法的鉴相特性提出了一种扩展频率捕获范围的载波恢复方法。以QPSK为例,通过MATLAB仿真了这种技术在低信噪比情况下对频率偏移的检测与跟踪性能,仿真结果表明,提出的方法适合低信噪比下大范围的频率捕获。     

基于dsPIC30F4012的发动机虚拟转矩传感器设计

基于dsPIC30F4012,采集发动机曲轴瞬时转速信号,对发动机转矩进行估计。利用微控制器的输入捕捉通道,对滤波整形后的发动机瞬时转速脉冲进行采集,由微控制器计算实时转速,接着对其作傅利叶变换,得到对应平均转矩的特征指标,然后利用特征指标和平均转矩的线性关系估计出平均转矩。试验结果表明,估计精度在7％以内。     

频率计权的数字化实现

分析了传统声级计中频率计权线路设计的缺陷,原有的设计方法:用集成运放、电阻、电容等器件来组成频率计权网络,其缺陷在于:这种方法由于采用了大量模拟器件,稳定性、可靠性、性能指标很难做得很好,调试很不方便.文中提出了一种在噪声测量中使用的频率计权通过数字实现的方法,包括FFT法和数字滤波法.详细阐述了噪声测量中使用的频率计权通过数字实现方法的具体内容.结果表明该方法在实际应用中具有简化电路结构、精度高、性能稳定、无须调试等优点.     

发电机定子线棒在线监测系统的研制

大容量发电机是电网的心脏,为确保大型发电机安全、可靠地运行,对发电机定子线棒进行在线监测至关重要,为此,研发了一种新型的发电机定子线棒在线实时监测系统。通过新型的光纤加速度传感器检测发电机的汽端和励端的振动信号,进行了发电机定子线棒的振动特性的时域和频域分析;采用了虚拟仪器技术,实现了系统人机界面化,结合后台数据库,达到多功能、多状态的实时监测及报警、动态分析及历史查询、记录趋势并报表输出,达到诊断参数与数据共享,实现了远程监测与诊断技术。     

频域抗干扰算法中的滤波门限问题研究

基于FFT的频域窄带干扰抑制算法是当前扩频通信中应用较为广泛的抗干扰技术之一,其特点是算法复杂度低,可以通过快速算法实现,很便于工程实现。考虑到对于算法的整体流程及性能已有不少现成的研究和结论,本文重点研究了干扰抑制滤波器设计中的陷波算法。总结了各种不同的陷波算法,利用Matlab软件对其中3种常用陷波算法进行了仿真分析,并以误码率为评价指标,比较了不同算法的性能。     

一种适用于线性调频信号参数估计的快速DCFT算法

基于FFT和FQPT算法,本文提出一种快速、高效的适用于脉冲噪声环境的修正DCFT算法。该算法较精确地估计线性调频信号的调制斜率和初始频率,且运算量较原DCFT算法有较大幅度降低。计算机仿真表明了算法的有效性。     

矢量处理器在SAR实时成像中的应用及性能分析

本文介绍了自行研制的合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)实时成像处理机中的矢量处理器,及其在实时成像处理中的应用.该矢量处理器在(I)FFT等信号处理方面具有优越的特性,非常适合完成CS成像算法中的(I)FFT和复乘运算.在实时成像处理时,本文运用两维(I)FFT运算,能够避免转角存储,降低处理时间开销,减少对处理器的控制步骤,从而充分发挥该处理器在处理性能、数据传输率和可编程性等方面的优点.文中还分析了该矢量处理器的处理精度,及其对实时成像处理的影响.并将该矢量处理器成功地应用到SAR实时处理机中,最后给出了实际成像结果.     

最小二乘法分离频率相近的正弦信号

传统的快速傅里叶变换(FFT)可以有效地对正弦信号进行分析,但对于分析频率相近的正弦信号却存在很大的误差。该文提出了采用最小二乘法来分析该问题。该算法在观测矩阵的基础上,利用2范数最小的终止准则,通过求解超定方程组,辨识频率相近信号组成的特征参数。仿真结果表明,该方法可以精确地分析频率相近信号各组成部分,有效地抑制噪声的干扰,具有较好的噪声稳定性和频域分析能力,从而提高信号处理的效率与精度。