基于FPGA的雷达信号采集系统设计

为了精确采集前端雷达信号,设计了一种基于现场可编程逻辑门阵列(field progr-ammable gate array,FPGA)的雷达采集系统.采用FPGA作为核心主控芯片,通过给雷达收发芯片赋值产生雷达信号,用FPGA控制板间的AD芯片对回波信号进行采样.最后将信号传输到上位机中,从而实现雷达信号获取、数据采集...     

用FPGA设计数字存储示波器

介绍基于现场可编程门阵列（FPGA），采用模拟／数字、数字／模拟转换器件和RAM（UT62．256）静态存储器件，完成了数字存储示波器的功能。经测试，整机功能齐全，输出波形稳定，没有明显失真。     

改进数字锁相细分方法的FPGA电路设计

为实现动态测量中光栅莫尔信号的细分,针对传统的数字锁相细分方法存在锁定时间长、频率分辨率低、易受输入信号波动影响等缺点,提出一种改进数字锁相细分方法,在详细分析改进数字锁相细分方法的原理基础上,基于现场可编程门阵列(FPGA)开展改进锁相细分方法的电路设计,重点对小数分频方法中各个模块的实现过程进行介绍,并开展实验验证...     

基于DSP的光栅莫尔条纹信号辨向与细分电路研究

简要地介绍了光栅莫尔条纹信号的产生和测量原理，分析了基于DSP TMS320C240的莫尔条纹信号辨向及细分电路的组成及工作原理，通过硬件电路实现对光栅莫尔条纹信号的8细分，较大地提高了工作台位置检测系统的分辨率。     

基于时空转换原理的光栅莫尔信号数字细分

光栅测量的分辨率受限于光栅盘的刻划间距,需通过电子细分等方法提高其测量精度.文中借助时空转换原理,通过载波调制将表征光栅位移的莫尔信号相位加载到时间信号中.证明了通过对时间信号的周期测量实现光栅莫尔信号的40倍细分的方法可行性,并基于现场可编程门阵列(FPGA)平台设计了光栅莫尔信号的40倍细分集成化的功能电路;分别使...     

一种光栅莫尔信号数字锁相细分方法

为了保证和提高光栅传感器在动态测量过程中信号细分结果的准确性和实时性,本文提出一种新型的莫尔信号数字锁相细分方法.该方法采用开环结构,根据光栅莫尔信号的实时频率,利用小数分频方法完成对光栅莫尔信号的细分功能;开发了基于现场可编程门阵列(FPGA)的数字锁相细分电路,并对细分实现过程中的电路关键环节进行详细分析;使用自制...     

基于FPGA的自适应光学系统波前处理机

针对大型地基高分辨率成像望远镜对自适应光学系统波前处理规模的需求,设计了基于现场可编程门阵列(FPGA)的高速大单元自适应波前处理系统,给出了设计方案,实施过程和测试结果.提出的基于FPGA的自适应光学系统波前处理机,在软件上采用FPGA对整个系统进行数据配置和调控,实现多路D/A数据同时传输和转换.同时,采用FPGA...     

基于LabVIEW和FPGA的串口通信舵机控制系统

舵机是仿人机器人的重要组成部分,为控制舵机实现仿人机器人表情再现,设计了一种基于LabVIEW和现场可编程逻辑门阵列(FPGA)的串口通信舵机控制系统,首先在SolidWorks中完成模型的建立,然后采用可编程片上系统(SOPC)的设计方法,进行硬件设计,该系统以实现4路舵机的控制为例,能够根据实际情况增加或减少脉宽调制(PWM)模块,改变舵机的数量。然后通过软件编程设计,可以改变舵机的转速,软件编程是在Nios II环境下编写的。最后通过LabVIEW中的VISA控件实现了PC机与FPGA的串口通信,控制舵机的运行。     

基于FPGA的9/7小波变换算法实现

提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的高速9/7二维离散小波变换(2-D DWT)设计。在实现一维离散小波变换(1-D DWT)时采用多级流水线技术,并使用了改进的提升算法。同时,使用正则符号编码(CSD编码)和优化的移位加法操作实现乘法器,使其便于通过硬件实现,且加快了处理速度。在进行二维离散小波变换时采用改进的基于行的结构,只需完成3行行变换即可开始列变换,减少了系统资源的占用。设计通过MATLAB与ModelSim联合仿真,可以稳定运行在60MHz时钟频率下,完全能够满足高速图像实时处理的要求。     

基于FPGA的直接数字合成器的设计

介绍了直接数字合成器（DDS）的基本组成及工作原理,采用QUARTUS1I软件提供的模块和VHDL语言自行设计的寄存器,实现了现场可编程门阵列（FPGA）的相位累加器和波形存储表的设计。通过频谱分析研究了DDS的输出频谱,分析讨论了引起输出杂散的原因及改善杂散的方法。研究结果表明,该设计具有较高的实际应用价值。     

基于FPGA的数字化光纤传输方案

针对复杂电力电子系统在实时控制和高隔离性能上的要求,提出了一种新颖高效的数字化光纤传输方案,以A/D转换器加现场可编程门阵列(FPGA)为简单架构,先将模拟信号数字化,再进行编码等数据处理,使信号能够通过光纤进行隔离传输,最后在光纤接收端将有效数字信号提取出来。该方案解决了复杂环境下系统对多路、多点采样数据实时性、可靠性及远距离传输的问题,其优点是系统稳定,误码率低,抗干扰能力好,实时性强。实验结果证明了该方案的可行性。     

基于FPGA的喷绘机高速光纤通信系统设计与实现

为解决喷绘机打印数据实时传输问题,将以现场可编程门阵列(FPGA)和串行解串器为基础的高速光纤通信技术应用到打印数据的通讯中。系统中FPGA用于实现通讯数据的存取、8B/10B编解码和CRC校验的功能;串行解串器实现了并/串和串/并转换及锁相功能;光收发一体模块实现了电光转换和光电转换。该光纤通信系统在喷绘机上进行了实际打印试验,应用结果表明系统在300 Mbps通信带宽下能够稳定传输,在120小时的连续测试过程中没有出现打图错误现象。实现了高可靠性、长距离、高速数据传输的功能。     

基于双DSP和FPGA的导航处理系统设计

机电技术的发展为惯性测量系统的大量应用奠定了基础。针对深海导航应用场合,为了提高深海惯性导航的精度和实时性,设计了基于双数字信号处理器（DSP）和可编程逻辑门阵列（FPGA）的捷联惯性导航计算机,成功构建了低成本、小型化的捷联惯性导航系统（SINS）。重点描述了双DSP和FPGA导航计算机的硬件设计思路。扼要介绍了系统软件的框架结构。与目前大多数的惯性导航系统相比,该系统体积小、重量轻、功耗低,适用于运算复杂的嵌入式惯性导航系统。实验室车载实验结果证明了上述设计的正确性和可行性。     

一种基于FPGA的并行通讯模块的实现

针对横机控制系统内部存在高速、海量的数据通讯的特点,利用可编程逻辑门阵列（FPGA）丰富的逻辑资源,构造了一个双口RAM并行通讯模块,设计了配套的通讯协议,并对双口RAM存储空间进行了划分。研究结果表明,该模块具有通讯效率高、集成度高和通用性强的优点。实际应用结果表明,该模块完全满足横机控制系统的通讯要求。     

FPGA加速处理的实时相位差测量方法

为实现高速相位差测量,采用频域分析方法,通过可编程门阵列（FPGA）进行了快速傅里叶变换fFFT）运算,并且运用坐标旋转数字计算机（CORDIC）算法提高了其运算性能。最终,提出了一种新的实时相位差测量方法。仿真结果表明,在保证高速的同时,测量结果有较好的精度。     

基于FPGA的嵌入式CAN通信卡的设计

为了实现CAN通信的嵌入式应用,满足模块化设计的需要,提出了一种基于FPGA的嵌入式CAN通信卡的设计方法。介绍了该系统的硬件组成、芯片选择和工作原理,以FPGA嵌入的32位软核处理器Nios Ⅱ作为主控芯片,内嵌的双口RAM作为节点控制器与嵌入式CAN通信卡的通信接口,选择CAN控制器SJA1000和收发器PCA82C250作为CAN通信芯片。给出了其硬、软件的设计思路和实现方法,并给出了实验测试的结果。实验结果表明,该设计完全满足CAN通信嵌入式应用的要求,并具有良好的实时性和高速通信的特点。     

基于FPGA的便携式四极杆质谱控制系统设计

针对便携式仪器小型化和低功耗的研制需求,本文设计了一套便携式四极杆质谱的下位机控制系统,基于Xilinx Spartan-6系列现场可编程的门阵列(FPGA)平台进行开发,采用FPGA单一芯片替代传统多种芯片组合的繁琐架构,去掉主控电路板上原有的W5500\MCU(微控制单元芯片)\DSP(数字信号处理专用芯片)\DDR(双倍速率同步动态随机存储器)等功能芯片,将这些芯片实现的扫描、控制、采集、存储、数据处理和高速传输等功能集成于同一FPGA片内。与现有的小型化四极杆质谱控制系统比较,本系统在功能和性能不变的前提下,不仅节省了芯片成本,而且主控硬件板卡的功耗节省了约2.7 W,约为原板卡功耗的37%,主控硬件板卡的面积减小了约20 cm²,约为原板卡面积的10%。本研究设计的便携式四极杆质谱下位机控制系统已成功应用于便携式四极杆质谱仪中,并且针对类似的小型化仪器有着较高的技术移植性和实用价值。     

基于FPGA的异步电动机变频调速系统

针对传统的单片机(MCU)或数字信号处理器(DSP)以软件方式实现的控制系统普遍存在速度慢、稳定性差等问题,以实现全数字电机控制器的集成化为背景,提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)硬件设计方案,并结合EDA模块化的设计方法和Verilog HDL硬件描述语言,在一片FPGA芯片中得到了验证和实现;采用"top-down"设计思想,对系统按功能划分模块进行了设计;首先对各功能模块进行了设计、仿真、验证,然后将整个系统组合起来进行了仿真、验证,最后利用FPGA进行了硬件验证;在此基础上,完成了异步电机SVPWM调制方式的V/F开环变频调速系统的实验。研究结果表明,该系统稳定性高、占用资源少、复用性高,在实时性、灵活性等方面有着MCU、DSP无法比拟的优越性,为设计高性能的电机控制专用芯片奠定了基础。     

基于FPGA的拼接式线阵相机设计

针对单线阵相机在大视场下传感器边缘的失光问题,设计了基于FPGA的拼接式线阵相机。采用将多个相机直线排列的方法,对视场进行分担,减小了单个相机的视场角。在检测微小颗粒掉落的应用中,在FPGA内部设计了目标位置的检测算法,并通过实验验证了系统的实用性和稳定性。实验结果表明,相机成像清晰,边缘失光较小,可准确区分目标和背景。