基于FPGA的高速数据采集控制技术的研究

传统的数据采集一般都是基于CPU控制下的A/D转换及数据存储技术. 由于受到CPU指令执行时序的限制,这种控制模式很难突破1 MHz以上的数据采样速率. 本文介绍一种基于FPGA的高速A/D转换、数据采集、存储控制技术. 数据采集系统采用ALTERA公司的FPGA芯片EP4CE6E22C8N为控制器,产生高速A/D转换器及大容量SDRAM存储器工作所需要的控制时序信号,对采集速率可达100 MHz的高速A/D转换芯片AD9283进行采样控制及快速缓存处理. 整个设计在QuartusⅡ与KeilC-51平台下,运用Verilog语言及C语言描述软件编程,正确实现了AD9283转换的工作时序控制及采样的数据存储处理.     

基于FPGA的高性能浮点型FFT处理器设计

根据基2分解的FFT算法理论,采用了流水线与并行结合的方式,设计了一种基于FPGA芯片的FFT计算模块.该模块由地址控制单元和存储单元配合蝶形运算单元,实现了计算长度为1 024点、数据类型为32位浮点型的FFT计算.测试结果表明,该模块在CycloneIII芯片中耗用3 928个LE和123kb的存储器资源,稳定工作频率可达110 MHz,完成1 024点FFT变换时间为95.66μs,具有良好的运算性能.     

基于FPGA的数字频谱分析仪的设计与研究

利用现场可编程门阵列(FPGA)可重构性,设计了基于FPGA的一种数字频谱分析仪,介绍了该频谱分析仪的硬件系统结构组成及工作原理,并给出了基于该频谱分析仪的核心信号处理离散傅立叶变换(DFT)算法和FP-GA实现.该频谱分析仪结构灵活,运行稳定可靠,实验结果表明该数字频谱分析仪能满足0-30 MHz频段范围内实时频谱分析应用的需要.     

基于DSP和ARM的新型智能电能质量测试仪

相对传统单片机测量电能质量存在不足的情况下,采用新型DSP和ARM技术,结合高速路A/D模数转换器、双口RAM等硬件技术并结合软件算法,组成的电能质量监测仪实现了对电能质量的采样测量及分析,得出了电能质量的综合实验数据,并通过样机安装在电厂、供电部门使用,运行可靠,取得了较好的效果。     

基于Fusion的感应同步器的信号处理

通过鉴别感应同步器激磁信号和感应信号的相位差来检测感应同步器的转子相对定子的角度.采用Actel的Fusion集成的FPGA、A/D转换和CoreMP7的ARM7内核,实现正、余弦信号的产生、数据采集和数据处理的单芯片SOC系统,同时,在激磁信号0°相位时采集感应信号,通过FFT计算感应信号的初相位,进而实现感应同步器的位置检测.     

基于FPGA的1024点快速傅里叶处理器设计

在对基-2FFT算法原理进行初步分析的基础上,设计了一种1 024点FFT处理器,在基于Xilinx公司的FPGA芯片的基础上,进行了控制单元、数据存储单元、选择因子生成单元和蝶形运算单元的设计.采用verilog HDL语言编程,在ISE平台上编译,利用modelsim软件进行仿真测试.测试结果表明该1 024点FFT处理器在时钟频率为100MHz情况下,处理时间为51.9μs,对于基-2处理器结构,已达到较高的运算速度.     

应用VHDL语言的FFT算法实现

针对目前数字信号处理中大量采用的FFT算法都需要软件来处理的问题，基于FFT算法的原理，采用硬件描述语言(VHDL)和现场可编程逻辑门阵列(FPGA)，建立了算法逻辑的硬件模型，并编程实现其逻辑运算功能，完成了FFT算法的硬件描述，经测试表明，数字信号的处理速度提高了10％～20％，特别适用于复杂信号的频谱分析，增强了数据处理的可靠性和稳定性。     

NLMS自适应滤波器的FPGA实现

目的 采用FPGA芯片实现NLMS算法,从而生成高性能的自适应滤波器来滤除通信信号中时变、未知的干扰信号,得到高质量的通信信号.方法 通过对LMS及其改进算法的原理讨论及比较,确定适合于FPGA芯片上实现的NLMS算法,并对算法的具体实现方法进行论述.采用分段移位的方法实现除法运算,从而提高运算速度.结果 通过对输出信号的频谱分析,当信号带宽为200 kHz,频率偏离中心频率0.087 5 MHz时,衰减达到了99.21 dB.结论 本设计能高速度、高质量地滤除通信信道中的干扰信号,并很好地处理了FPGA的资源与速度的关系,能满足高速信号处理的要求.     

基于加窗插值FFT的非同步谐波测量

针对电力系统谐波测量中难以实现严格的同步采样和整周期截断,使快速傅里叶变换（FFT）在谐波分析时产生泄漏,影响测量精度的问题,提出了基于非同步采样FFT的两种非同步采样修正算法： 三频点加窗插值算法和拉格朗日二次插值算法.分析了两种算法的实现原理,并对这两种算法的计算公式和修正公式进行推导.在Matlab/Simulink环境下的仿真结果表明：该算法降低了频谱泄漏,减小了测量误差,提高了谐波的测量精度.     

一种用FPGA提高激光测距精度的改进方法

为了提高脉冲激光测距系统的测距精度,文中提出了一种应用FPGA技术对脉冲激光测距系统的改进方法．在研究传统的激光测距技术的基础上,采用FPGA作为系统主控芯片,通过DCM倍频技术对系统时钟频率进行管理,控制激光发射器的脉冲发射频率,对激光探测器接收到的回波信号进行峰值检测处理．分析了时间间隔测量误差、激光脉冲宽度与A／D转换速率等影响测距精度的因素．实验结果表明改进后的激光测距系统,在FPGA全局时钟频率为300MHz,测量距离为100m时,测距精度能够达到0．8m．