基于FPGA和QuartusⅡ的音频信号分析仪设计

本系统基于采样原理及数字信号处理理论,以Altera公司的FPGA和Quartus Ⅱ为核心,实现峰峰值为0.1 mV～10 V且频率范围为100 Hz～10 kHz的音频信号的总功率、各频率分量功率及失真度等的测量.将输入信号用正负电压A/D进行采样,根据数字量的最大值判断信号的放大倍数,进而控制继电器调节放大器增益.采样得到的合适数字量经快速傅里叶变换（FFT）后转化为频域值,然后根据数字信号处理理论分析各测量参数的值.用单频和双频正弦信号测试,本设计能够达对各个参数进行测量,并达到了较高的性能指标.     

基于FPGA的双路低频信号发生及分析仪

设计了一种基于FPGA的双路低频信号发生及分析系统,实现对低频信号的发生和频域分析.系统采用FPGA为低频信号发生模块和分析模块控制芯片,按键输入信号的参数给FPGA,FPGA通过数字频率合成技术产生频率幅度步进可调的双路低频信号,信号经加法器叠加后,再由信号分析模块FPGA通过快速傅里叶变换对信号进行频域提取,并将频率幅度信息直接用LCD显示,实现了低频信号发生和频谱分析的功能.该系统密闭封装,人机界面友好,非常便于操作演示.     

便携式超声多普勒血流频谱分析系统的设计

分析并设计出一种便携式超声多普勒血流频谱分析系统,系统以ADI公司BF592为控制器和信号处理中心,AD8331和AD8333分别实现回波信号的低噪声放大和解调,对解调后信号进行短时傅里叶变换,得到血流流速频谱数据,完成血流和血管堵塞状况的定量分析.该研究为实现颈部血管血流状况的准确、便携检测提出了1条实用有效的技术路径,有助于各类基层医院、家庭医生等用户群在临床上对中风等心血管疾病的早期诊断,具有很强的实用价值和市场价值.     

一种基于FPGA的电能计量算法研究

随着人们对电网电能质量的关注,电能质量分析仪的应用愈加广泛。文章设计的电能计量系统采用可编程逻辑器件FPGA作为数字处理核心,集成了电网频率跟踪、同步采样、基本电力参数的计量、FFT谐波分析等多项功能,并且采用FIR数字滤波器实现Hilbert变换,实现了非正弦电压波形下的无功功率的精确测量。实验验证表明,以FPGA为核心的电能计量系统具有实时性强、精度高、可靠性强等特点。     

基于FPGA的频谱分析系统研究与实现

针对音频信号分析,提出了一种基于 FPGA 的频谱分析系统,该设计基于 FFT 和 CORDIC 算法;讨论在FPGA上进行高达4096点的定点 FFT 运算和基于CORDIC算法的复数求模运算的系统架构和实现过程。通过Modelsim仿真,同MATLAB运算结果比较,本频谱计算方案的相对误差均值为4．11％。利用MCU进行信号采样与AD转换,并通过SPI接口将数据发送给FPGA进行频谱分析。当采样频率为60 kHz时,本系统辨识的频率范围为14．65 Hz～30 kHz ,频率分辨率为14．65 Hz。对实际硬件系统进行频谱分析测试,成功实现对输入的音频信号的频谱计算。     

基于滑动傅里叶变换的实时频谱分析设计

简述了运用快速傅里叶变换(FFT)方法进行实时频谱分析的缺陷以及滑动傅里叶变换(SDFT)方法的优点;设计了FPGA程序并进行仿真,验证了滑动傅里叶变换优越性。     

基于FPGA的雷达实时测速系统硬件设计

伴随着社会科技与经济的高速发展,对测量速度的需求越来越多.雷达测速数据实时处理系统作为测速系统中的核心设备之一更是决定着速度测量的实时性和精度,研制高精度的实时数据处理系统对于国家安全和发展有着非常重要的战略意义.针对目前测速设备中实时信号处理系统实时性能差的问题,提出了一种利用嵌入式技术与数字信号处理技术相结合的硬件设计方案.这种方案以FPGA为核心,完成信号处理和对外设的控制.实验数据表明,系统对低频信号和高频信号都能够得到较好的采集性能,能够满足应用需求.     

变压器振动信号稀疏快速傅里叶变换分析

变压器振动信号频谱具有稀疏性,传统的信号分析方法需要计算整个频率范围内的频谱成分,计算速度慢。稀疏快速傅里叶变换(sparse fast Fourier transform,SFFT)算法只计算变压器振动信号的主要频谱成分,利用窗函数过滤信号,然后散列傅里叶系数,最后进行定位与估值运算,能快速的计算出信号频谱中k个拥有最大值的傅里叶系数。该算法结构简单,运行时间相对于信号长度n呈亚线性。通过分析变压器油箱的实际振动信号,验证了SFFT算法较之FFT算法运行速度快,非常适合振动信号的在线频谱分析。     

快速傅里叶变换的两种改进算法

首先分析用于模拟信号频谱分析的快速傅里变换法，进而提出基于线性插值原理和抛物线插值原理的两种改进快速傅里叶变换法。算例分析表明，改进后的算法明显提高了计算精度，降低了对采样的要求，从而明显提高了计算速度。     

基于超声多普勒人工心脏血栓检测系统的研究

血栓是制约人工心脏发展的一大难题,有效的检测出血栓对人工心脏的研究具有重要的意义。文章详细研究了超声多普勒血栓检测系统的原理,实现方法,包括超声波探头、发射/接收电路、处理及采集系统的设计并利用短时傅里叶对血栓信号进行分析,并根据实验对血栓检测系统的分辨率进行了验证。     

基于间谐波泄漏估算的谐波间谐波分离检测法

某次谐波附近存在间谐波时,信号会发生闪变.本文以IEC61000-4-7推荐的测量环境为前提,提出了一种频谱分离法用于检测谐波及引起闪变的主导间谐波.首先研究了同步采样下谐波、间谐波之间的频谱干扰特性;根据间谐波离散频谱泄漏的特点,利用谐波频点左右谱线,通过变量重组,估算其在谐波频点上的泄漏值;用泄漏值修正原始频谱得到...     

稀疏傅里叶变换在雷达中的应用研究

针对传统傅里叶变换计算量与所分析信号长度成正比,当采样率较大时,需要较大的运算时间问题,提出采用稀疏傅里叶变换(SFT)进行雷达信号处理,由于实际雷达目标多普勒频率个数有限,满足SFT方法使用条件,对SFT中的滤波器参数以及分段长度选择进行了分析与讨论,并给出了SFT处理雷达信号时的数学表达式;最后,利用仿真数据验证了该方法的性能,结果显示SFT在计算速度方面优于传统方法,可以提高目标信号参数的估计速度.     

基于FPGA的电力谐波分析方法

电力系统非线性负荷产生的谐波严重地污染了电网的环境,因此分析电网性能,检测控制谐波污染具有重要意义.以周期图功率谱估计为基础,采用按时间抽选的基2DIT-FFT方法,在Altera公司的DE2开发板上,通过构建NiosⅡ软核处理器实现了给定电网系统的谐波及其性能分析.实验结果与Matlab仿真结果相同,证明了该法的正确性,且利用实序列的共轭对称性减少了计算量,满足实时处理的要求.     

一种基于高频电流频谱分析的故障电弧检测方法

提出了一种基于FFT及数学形态滤波的用于故障电弧检测的电流频谱特征提取方法。利用罗氏线圈和触发电路采集故障电弧引起的高频电流,然后进行FFT和数学形态滤波处理,提取出信号频谱的轮廓特征构造特征向量作为识别故障电弧的特征参数。仿真结果表明,该方法能有效提取出故障电弧电流的频谱特征,满足实时性要求。     

基于离散傅里叶变换的频谱分析新方法

针对现有的测频算法和频谱分析方法还存在一些不足之处,提出了基于离散傅里叶变换的频谱分析新方法,它能准确计算出信号中的基频分量,整次谐波和非整次谐波的幅值,频率和相角,以及衰减直流分量的幅值和衰减时间常数.公式推导的过程先从简单的单信号模型入手,得到单个余弦信号的幅值、频率和相角,再推广到一般情况下的复杂信号,采用牛拉法...     

基于离散傅里叶变换的频谱分析新方法

针对现有的测频算法和频谱分析方法还存在一些不足之处,提出了基于离散傅里叶变换的频谱分析新方法,它能准确计算出信号中的基频分量,整次谐波和非整次谐波的幅值,频率和相角,以及衰减直流分量的幅值和衰减时间常数.公式推导的过程先从简单的单信号模型入手,得到单个余弦信号的幅值、频率和相角,再推广到一般情况下的复杂信号,采用牛拉法迭代求解.算法精度高,不受初始采样点、采样频率和阶数的影响,实时性强.最后对具体算例进行仿真,所得结果验证了算法的正确性.     

基于FFT的伪码捕获技术研究与实现

介绍了快速傅里叶变换捕获技术的算法及原理,设计了一种FFT伪码快速捕获的硬件实现方案和测试方案,并详细分析了整个系统的结构。借助FPGA平台进行开发验证,利用MATLAB仿真软件和QuartusII内嵌的逻辑分析仪SignalTapⅡ进行仿真测试,系统仿真和实际测试结果表明该捕获电路能够正常工作,并已经应用于GNSS接收机的开发。     

基于快速傅里叶变换(FET)的磁性参数的计算方法

当微弱的磁化强度信号被噪声污染时,基至外加磁场信号出被噪声污染时,用快速傅里叶变换方法可以获得两种信号有限项的傅里叶级数表达式,然后由表达式直接计算出磁性参数,这是一种有效而又快捷的计算方法。     

风机齿轮箱振动信号的稀疏傅里叶变换分析

风电机组齿轮箱振动信号的在线频谱分析对信号处理算法的快速性要求很高,提出采用稀疏快速傅里叶变换（ＳＦＦＴ）算法进行风机齿轮箱的频谱分析。SFFT算法主要利用窗函数过滤信号,然后散列傅里叶系数,最后进行定位与估值运算,能快速地计算出信号频谱中k（信号的稀疏度）个拥有最大值的傅里叶系数。该算法结构简单,运行时间相对于信号长度n呈亚线性。通过对风电机组齿轮箱的实际振动信号分析,验证了SFFT算法较之FFT算法运行速度快,非常适合振动信号的在线频谱分析。