基于FPGA的超声波测向装置设计

提出了一种利用超声波的多普勒效应来测定电力线路施工中张力放线方向的方法。实现频移测量的核心器件是FPGA。该器件通过比较测量发射和接收超声波信号的波长来输出方向信号,以供后续的激光测速测长装置使用,两者共同完成对放线长度的测量。详细介绍了FPGA的内部设计和工作原理,并对其误差和精度进行了分析。仿真结果证实了该方法的有效性。     

EDA的新型器件及其应用

Altera公司的几种新型器件CPLD(max、maxII)、低成本FPGA(Cyclone,CycloneII)、高密度FPGA(StratixII、StratixGx),并利用CycloneII器件在QuartusII开发软件平台上设计了简易的频率测量计。该频率计可以测量频率大于1s的脉冲信号,并将结果显示在数码管上;并对频率小于1Hz的信号的测量提出了解决方法。     

基于FSK的超声波测距技术研究

提出了基于FSK（频移键控）的超声波测距方法。该方法是一种全新的超声波测距方法,采用频率分别为f1与f2的超声波进行测量,通过记录与检测超声波频率发生跳变的时刻来确定超声波在介质中的渡越时间。本文的核心问题是如何检测超声波回波的变频点,即频率由f1跳变到f2的时刻。本文采用FPGA设计24位高速计数器和24位先入先出存储器（FIFO）来记录超声波回波信号上升沿到来的时刻,从而实现变频点的检测。实验证明,本文研究的基于FSK的超声波测距技术,能够准确的记录每一个超声波脉冲发出的时刻和回波到来的时刻,当被测距离在0.2m与4m之间时,测量误差小于3mm,与传统的超声波测距技术相比,具有较高的测量精度。     

基于双DSP和FPGA的行波超声波电动机测控系统

根据对行波超声波电动机(TUSM)测试和高精度控制的要求,设计了基于双DSP和FPGA的超声波电动机高性能测试控制平台.其中控制核心采用了双DSP结构,可以在对行波超声波电动机进行控制的同时,将必要的参数读取出来进行分析和研究;采用现场可编程门阵列(FPGA)的直接数字频率合成(DDS)电路来产生控制开关管导通关断的两相四路高精度PWM波,减轻了DSP的负担.驱动部分采用全桥电路对信号进行功率放大.该系统的优点在于实时性好、精度高、功能完备.最后以直径为60 mm的行波超声波电动机为例,测试分析了驱动频率、电压以及相位差等调节量对电机输出的影响,验证了该系统的性能.     

基于FPGA的线阵CCD高速非接触检测系统的研究

本文旨在设计一个基于FPGA的线阵CCD高速非接触在线检测系统。通过选用线阵CCD器件作为感光传感器来采集光信号;采用FPGA来产生并控制系统时序,包括CCD的驱动时序、模数转换时序及ADSP采集数据同步时序;结合DSP高速图像处理性能,采用高效的浮动阈值二值化算法对采集到的数字图像信号进行处理;通过对光学系统的定标最终给出了实验待测圆柱体的直径。实验结果表明,该系统相对传统的测量系统具有高速的优点。     

一种气体超声波流量计信号处理方法研究

针对气体超声波流量计信号处理中很难确定特征点的问题,提出一种基于可变阈值过零检测的信号处理方法,准确地找到信号的特征波,从而求得超声波信号的传播时间,准确测量气体流量。在以DSP和FPGA为双核心的气体超声波流量计信号处理系统上实时实现这种方法。采用判断"台阶"的方法,剔除噪声干扰所带来的误差,提高测量结果的稳定性。采用分段线性校正的方法,修正非线性误差,提高系统的测量精度。气体流量标定实验结果验证了方法和系统的有效性。     

基于FPGA的CCD相机响应延迟检测方法设计

针对测量高速弹丸时对CCD相机的响应速度要求极高而相机的响应延迟难以精确测量这一问题,提出一种基于FPGA的CCD相机响应延迟检测方法.该方法将触发信号分成两路,一路直接外触发高速相机,另一路经FPGA模块对信号进行延时触发脉冲激光光源,通过改变延时时间和不断判断相机是否拍摄到脉冲激光来确定相机的响应延迟.建立了CCD...     

超声波探伤时间增益补偿电路设计

为补偿动车空心车轴超声波探伤信号的传输衰减,设计了由DAC900、AD8331和现场可编程门阵列(FPGA)组成的时间增益补偿电路。简要介绍了时间增益补偿的基本原理,并根据超声波在传播过程中的衰减规律,由FPGA和DAC900输出补偿电压,实现了利用AD8331对回波信号进行补偿放大的功能。实验结果表明,该方案能够有效地对空心轴超声波探伤系统进行放大和增益补偿。与分立元件组成的电路相比,该方案电路设计简单,控制快速稳定,而且,由于FPGA具有可编程性,该电路可对不同的衰减曲线实现灵活的配置。     

超声波电动机驱动用DDS信号发生器误差分析

根据超声波电动机对其驱动控制单元的要求,设计了一种用于超声波电机驱动的DDS信号发生器.该信号发生器基于可编程逻辑器件(CPLD)实现,能够给出频率及相位差可调的两路正弦信号,信号特征符合超声波电机驱动需求.DDS信号发生器处于超声波电机控制系统的前向通道中,其误差分析不仅可以指导DDS信号发生器的设计,而且对于提高系统动态控制性能具有重要意义.针对超声波电动机驱动应用场合,对DDS信号发生器进行了详细的误差分析,给出了定量分析结果.     

DSP在电源设计中的应用

采用分立元件或CPLD、FPGA进行电源的信号发生和测量的设计,会增加硬件设计复杂程度,延长开发周期.为了简化电源信号发生及测量的硬件设计,缩短开发周期,本文提出一种基于DSP的嵌入式操作平台,采用DDS(直接数字式频率合成器)及乘法器矢量测量技术的设计方案.该方案利用DSP的高速运算能力,通过实时计算来实现分立元件或CPLD、FPGA的硬件逻辑功能.实验结果表明该方案切实可行.