高精度微弱电容检测系统的设计

针对微弱电容信号的检测问题,提出了一种基于FPGA和数字解调的高精度微弱电容检测系统;通过硬件设计和软件设计,实现了由电源电路、C/V转换电路、FPGA电路、A/D转换电路等组成的高精度电容检测系统;阐述了利用载波调制进行微弱电容检测的原理和系统硬件电路的实现方案,并给出了基于cordic算法的载波生成、数字解调和AD采样控制在FPGA中的具体实现;实际运行表明,该检测系统的电容检测分辨率可达到5fF,具有精度高及抗干扰能力强等优点.     

基于FPGA的QPSK信号干扰源设计

针对QPSK调制方式特点,设计了基于FPGA的信号干扰源,分析了系统干扰原理;利用m序列生成均匀白噪声,采用地址法完成高斯白噪声转换;以Logistic混沌映射电路作为信源,采用直接数字频率合成技术产生正弦信号作为载波,用VHDL语言设计FPGA与单片机的接口电路;在单片机控制下,用于FPGA生成干扰信号经AD9760实现数模转换;仿真和实验表明,该系统精度高,干扰参数易于控制修改,满足实际要求,并且稍加改动可生成多路同步干扰信号。     

一种基于FPGA的SPWM波的实时生成方法

文中基于FPGA设计了一种新型的三相SPWM波的实时生成方法。该方法以Xilinx公司的Spartan-3E系列FP-GA芯片XC3S500E作为控制核心,结合直接数字频率合成技术（DDS）,利用VHDL语言实时生成三相SPWM波形。通过三个相位互差120°的正弦调制波与一个三角载波进行比较来产生三相SPWM脉冲信号,由两者的交点来确定逆变器开关时刻,其中载波频率、载波比以及死区时间可变,使生成的三相SPWM波适应性强。通过Modesim和数字示波器验证了利用FPGA实时生成三相SPWM波的可行性,为该方法进一步应用提供了一个良好的开放平台。     

一种基于FPGA的SPWM波的实时生成方法

文中基于FPGA设计了一种新型的三相SPWM波的实时生成方法.该方法以Xilinx公司的Spartan-3E系列FPGA芯片XC3SS00E作为控制核心,结合直接数字频率合成技术(DDS),利用VHDL语言实时生成三相SPWM波形.通过三个相位互差120°的正弦调制波与一个三角载波进行比较来产生三相SPWM脉冲信号,由两者的交点来确定逆变器开关时刻,其中载波频率、载波比以及死区时间可变,使牛成的三相SPWM波适应性强.通过Modesim和数字示波器验证了利用IWGA实时生成三相SPWM波的町行性,为该方法进一步应用提供了一个良好的开放平台.     

相位可控双路同频信号源的FPGA部分设计与实现

介绍了直接数字频率合成(DDS)技术的基本原理,给出了基于Altera公司FPGA器件的相位可调双路同频正弦信号发生器的设计方案,同时给出了其软件程序和试验结果。试验结果表明:该方法生成的双路同频正弦信号具有波形失真小、频率和相位精度高,且输出频率与相位可调等优点。     

基于FPGA三相正弦信号发生器的设计

波形平滑、频率稳定的正弦信号是仿真研究的重要前提。为了能够方便地产生此信号,文章提出了一种基于DDS技术的正弦信号发生器的设计方法。该方法利用FPGA芯片及D/A转换器,采用直接数字频率合成(DDS)技术,设计并实现了相位、频率可控的相位相差120°的三相正弦信号发生器。同时把在Matlab环境中用DSP Builder画的原理图转化为VHDL语言,然后通过信号分析在QuartusⅡ中模拟仿真,最终下载到FPGA试验箱,这样,接上示波器即可观察到三相正弦信号。文章给出了基于FPGA的三相正弦信号波形的设计方法,并经软件仿真测试验证及硬件测试,结果表明,该系统具有较高的精度和稳定性。     

FIR数字滤波器设计及其FPGA实现

以FPGA为硬件平台,利用FPGA的DSP开发工具DSP Builder对数字滤波器进行建模设计及系统模型仿真,生成VHDL工程文件,编制相应顶层文件,使其符合滤波器硬件系统。利用QuartusⅡ对项目进行综合、编译和调试,生成原理图模块和RTL电路图。通过对5 kHz方波信号进行仿真滤波,并将VHDL下载到硬件系统中进行硬件实现,有效地提取到5 kHz的正弦信号。实验结果表明,该设计很好地达到了FIR滤波器的性能,为数字滤波器的设计与实现提供了新的途径和方法。     

一种基于序列零初相位调制的新型正弦信号频率测量方法

高准确度的正弦信号频率测量技术有广泛的应用,如应用于系统信号的同步处理,系统的谐波和系统的阻抗测量.但在低频正弦信号频率测量方面,现有的频率测量方法普遍存在准确度不高和抗谐波噪声干扰性不强等问题.文中提出了一种主要由序列零初相位调制等方法构成的新型正弦信号频率测量方法,分析了序列零初相位调制的原理.新方法避开了输入序列任意初相位的影响,同时调制序列携带了数值较大的信号序列全相位差信息,可实现准确度较高的低频正弦信号频率测量,此外新方法还具有较强的抗谐波噪声干扰特性,将新方法具体应用于电力系统正弦频率的测量,显示出明显的优越性.通过数学计算、仿真实验及物理实验结果验证了新型正弦信号频率测量方法的正确性和可靠性.     

雷达目标干扰调制信号的FPGA实现

用VHDL语言在QuartusⅡ环境下对雷达干扰调制信号的产生进行设计;将FPGA实现的功能分为数字噪声模块、调制波形模块和角度包络模块,详细给出设计过程;经过仿真和硬件测试,实现了雷达目标干扰调制信号的输出;研究表明该系统方便控制,容易修改,并且能移植到其它目标模拟器,对干扰调制信号的设计有一定的借鉴意义。     

基于FPGA的数字锁相放大器在气体探测中的应用

介绍了基于波长调制光谱技术的激光气体探测系统的基本原理,详细描述了双相数字锁相放大器基本原理和结构;为了实现模块化高精度在线激光气体检测系统,利用FPGA和模数数模器件设计了数字锁相放大器的硬件电路,将数字锁相算法在FPGA中实现;基于FPGA的数字锁相放大器应用于激光甲烷分析仪中,并对4个标准甲烷气体进行了实际测试,在10%量程范围内示值误差不超过±0.2%;实验表明基于FPGA的数字锁相放大器能够用于高精度在线激光气体探测系统中。     

Choice of the acquisition parameters for frequency estimation of a sine wave by interpolated DFT method

The accuracy of the frequency estimation of a sine wave corrupted by quantization noise using the Interpolated Discrete Fourier Transform (IpDFT) method is affected by systematic and random errors. The systematic errors are independent of quantization noise and are due to the interferences from the image parts of the sine wave spectrum. They depend of the acquisition parameter – integer number of recorded sine wave cycles. The random errors are due to the quantization noise and depend on the acquisition parameter – number of acquired samples. In this paper for the situations in which the IpDFT method uses the maximum side lobe decay windows a condition for the integer part of the number of recorded sine wave cycles is derived to ensure that the systematic errors are very small compared with the quantization errors. Also, a condition for the number of samples is derived to ensure that the absolute error of the normalized frequency due to the random errors is smaller than a desired value with a high confidence level. Carried out simulations confirm the validity of each derived condition.     

数据采集系统短期稳定性的一种评价方法

数据采集系统的短期稳定性,为其基本测量误差因素之一,通常以零点漂移和增益漂移两项参数给出。本介绍一种方法,通过正弦信号激励,运用正弦波拟合获得零点漂移和增益漂移特性参数。这是一种模型化精确测量方法,与以往的直流激励读取法相比,评价结果的分辨力和不确定度可以远小于量化误差,其局限性则是以交流信号源要求较高,要求高稳定性、低噪声及低失真度;原则,所获得的稳定性将是信号源的稳定性。     

自适应重复学习算法在岩土动态应力试验中的应用

岩土实验机的执行机构与被压试样都具有非线性、时变特性,针对周期性动态应力波形的跟踪问题,在结合传统PID控制算法基础上,提出一种自适应重复学习控制算法.依据不同的控制过程增加了不同的计算模型和控制参数,进而设计了自适应重复学习控制器,通过斜率差值法和误差均值法对比例增益和偏差进行自适应调整,通过重复学习对自适应结果进行优化.通过实际实验验证了该算法的稳定性和收敛性,从而保证了非线性负载所承受的动态应力能够准确跟踪设定的动态波形.目前,该算法已应用于1000 kN多功能三轴试验仪正弦波和三角波的波形跟踪.     

基于驻波比原理的鲜玉米含水量快速检测方法研究

以鲜玉米为研究对象,研究了一种基于驻波比原理的玉米含水量快速测量方法,该方法采用100 MHz正弦波作为测试信号,长10 mm,直径0.7 mm,间距8 mm的平行双针探头,传输线长37 cm。将重复实验测得的电压差与该组对应的玉米实际水分做拟合,得到较好的线性曲线,其相关系数为0.9062,非线性误差为±1.519%,再对所得的线性模型的稳定性做进一步的实验验证。结果表明:该线性模型的平均误差为-1.15%,最大误差不超过±3%。由此得出,线性度和误差均在合理范围之内,说明利用驻波比法快速检测玉米含水量的方法是可行的。     

正弦曲线拟合若干问题探讨

研究了测量噪声较小情况下正弦曲线的最小二乘多项式拟合误差与拟合阶数的关系,分别采用均方误差和误差平方和分析了测量噪声以及测量数据有效位数对拟合误差的影响,对多周期正弦曲线拟合以及正弦曲线的外推存在的问题进行了探讨,指出了正弦曲线的最小二乘多项式拟合方法的局限性.最后,提出了一种基于傅利叶变换的频率已知正弦曲线拟合方法,仿真结果表明其性能优于最小二乘多项式拟合方法.     

利用声卡形成正弦波函数发生器

本文介绍了通过Visual C^ 编程使声卡输出正弦波的原理和方法，并对声卡输出正弦波的特点作了说明。     

小波分析在板形缺陷识别中的应用

介绍了小波分析方法在冷轧板形缺陷识别中的应用。识别中首先利用小波变换、分解、重构达到消噪目的 ,然后利用 3类模型进行缺陷辨识。该方法解决了缺陷中的 1/ 4浪和边中复合浪无法辨识的问题     

一种正弦波磁通门传感器激磁系统的设计

针对方波激励磁通门易出现谐波干扰问题,提出一种采用正弦波激励磁通门的激磁系统。给出了总体设计方案,设计了信号发生器,信号调理电路和功率放大电路,并给出了激磁信号波形、频率和电流等关键参数的设计性能指标。搭建了系统测试平台,分析了在不同激磁波形下磁通门传感器的输出波形变化,实验结果表明：应用本系统能够得出正弦激励下磁通门最佳灵敏度的激磁工作频率为16 kHz,在此激励作用下,测试平台测得磁通门传感器的灵敏度是110 V/T。     

磁通门的数值分析与HSPICE仿真

针对电压源激励和非正弦波激励在传统分析计算中存在的难题,提出了一种基于HSPICE的磁通门计算和仿真方法。磁通门铁芯用考虑磁滞现象的JA-Brachtendorf模型描述,而传统的JA-Brachtendorf模型参数的提取方法需要很多实验数据。运用一种简单的计算方法利用较少的试验数据先得到JA模型的数据,再由JA模型数据得到JA-Brachtendorf模型的参数。最后通过实例用HSPICE仿真考察电压源激励方式下磁通门各种物理量的波形、量值,与实验结果符合得很好。     

三相SPWM波的软件生成及应用研究

提出了一种软件生成三相SPWM波的新方法，首先，阐述了对称规则采样法和基准正弦函数法；然后，介绍了一个通用变频器的应用实例及生成三相SPWM的程序，实验结果显示，该变频器能满足实际应用的要求。