宽带数字接收机的高效FPGA设计

在FPGA中实现了一种高效的宽带数字接收机,采用坐标旋转数字计算机算法实时产生数控振荡器数据,提高了接收机设计的灵活性。二次变频的接收机结构和四倍抽取的多相滤波结构减少了接收机的运算量,降低了接收机的资源消耗。FPGA中的仿真结果证明了该方法的高效性和实用性。     

全数字导航接收机中的频率合成器

为在直扩接收机中实现高精度的频率合成器，提出了一种改进的坐标旋转数字计算机（CORDIC）算法，通过预迭代的方式将传统的CORDIC算法的工作范围扩展到了全角度范围，并且加入的预迭代可以统一到流水线结构中.该算法避免了采用传统查表方法耗费大量ROM资源，从而不利于芯片实现小型化和低功耗化的缺点，通过加法和移位操作计算基本的超越函数，可以采用迭代算法实现高精度的频率合成，在保证高速、高精度频率输出的同时节省了硬件资源.硬件平台仿真结果表明，该算法占用很小的硬件资源，能够产生高速、高精度的频率输出，可以应用于直扩接收机中.     

基于FPGA的多通道旋转变压器测角系统设计

给出了一种基于现场可编程门阵列(field-programmable gate array,FPGA)的多通道旋转变压器测角系统的设计和实现方案。该方案硬件采用FPGA、数模转换器和模数转换器,软件采用改进型的坐标旋转数字计算算法。测试结果表明,所设计的旋转变压器解算系统的解算精度可以达到±6.3″,解算通道为4个,具有解算精度高、解算通道多的特点。     

一种新的流水线CORDIC的结构

目的设计ＣＯＲＤＩＣ（坐标旋转数字计算机）算法专用芯片,满足雷达信号高速坐标变换的要求．方法提出一种新的流水线ＣＯＲＤＩＣ结构,简单的移位和加减法运算以及各个流水单元结构的相似性极适合于ＶＬＳＩ实现．结果与结论用ＦＰＧＡ实现硬件仿真,仿真结果表明该ＡＳＩＣ的性能达到预期要求．     

基于CORDIC算法的微小卫星接收机设计及实现

针对微小卫星测控应答机的体积、重量及其功能灵活性,研究了接收机载波恢复环的实现方法.在分析已有载波恢复方法的基础上,采用正交欠采样技术,提出了一种基于CORDIC算法的全数字载波恢复环接收机结构.该结构省略了复数混频器中4个计算量非常大的乘法器和直接数字频率合成中的大查找表,大大节省了计算复杂度和硬件资源.利用Matlab系统仿真和ModelSim硬件描述语言仿真验证了方案的可行性.并在一块FPGA上综合了载波恢复环的VHDL设计代码,需要的逻辑资源仅为3.6%,最大工作频率可达226 MHz.整个设计方法可应用到其他可重构的接收机设计中.     

基于FPGA的密码算法测试平台设计与实现

设计了一种基于FPGA的密码算法测试平台。讨论了该平台的系统架构,设计模块的划分及解决方案。该测试平台利用实验箱资源,包括键盘数据输入,数码管及发光二极管显示输出等功能进行密码算法的设计与实现。该测试平台有助于学习、了解和掌握密码算法硬件实现以及数字系统的FPGA设计。基于该测试平台,可以在相同的架构下设计实现对不同密码算法的验证。     

高频数字接收机的研究和实现

主要介绍了高频（HF）数字接收机的原理和标准调幅信号（AM）、单边带信号（SSB）、调频信号（FM）的数字解调算法,同时介绍了使用DSP实现高频（HF）数字接收机的关键技术,最后给出样机的测试结果,各项性能指标达到设计要求。     

手机用DSC等级的高质量成像产品推出

美国高级数字成像解决方案的领先开发商OmniVision Technologies，Inc．（豪威科技公司）推出针对手机、基于1．75μ OmniBSI（背面照度）架构的最新成像解决方案。该方案主要为满足消费者对手机上数字静态照相机（DSC）的成像质量的需求而设计。     

高速相干光接收机的全数字时钟恢复方案

时钟恢复是相干光接收机研究中的一个关键问题. 首先对目前相干光接收机中有代表性的时钟恢复方案进行了分析,并针对解决现有方案中高采样率需求和非全数字实现的问题,提出一种新的适用于高速相干光接收机的时钟恢复方案. 在所提方案中,将Gardner误差检测算法与插值滤波器相结合,使其具有算法复杂度低、可全数字化实现等优点. 最后,在112Gbit/s偏振复用 非归零码 差分四相移键控（PM NRZ DQPSK）传输系统中对所提方案进行了仿真实验验证. 仿真结果表明,所提的全数字时钟恢复方案在高速相干光接收机中能精确补偿由于本地采样时钟的频率和相位偏移带来的采样定时误差.     

面向可重构制造的数字孪生映射建模与监控仿真

针对数字孪生在可重构制造系统（RMS）的应用问题,提出面向RMS的数字孪生与制造仿真一体化平台（DTMSIP）架构. DTMSIP架构充分适配RMS动态重构特性,可以在RMS构型设计中实现仿真分析. 对面向RMS的数字孪生映射进行建模,通过引入孪生实体（TE）,实现RMS车间的多源异构数据集成,并分别建立机床与构型的数字孪生映射. 建立数字孪生方法在RMS重构中的应用流程,通过信息物理融合迭代与构型仿真优化迭代,DTMSIP可以服务于RMS的系统重构. 为了验证所提出方法的可行性,使用虚幻引擎四（UE4）为一套实际的模块化RMS构建数字孪生平台,并将当前构型以及4种规划构型作为仿真输入. 通过分析重构成本、生产周期与系统平衡率3项指标,实现对构型的量化综合分析,实现了重构设计流程加速.     

武汉电离层斜向返回探测系统波形发生器设计

针对传统电离层斜向返回探测雷达无法探测近距离电离层状态和可操作性差的缺点,为武汉电离层斜向返回探测系统 (Wuhan ionospheric oblique backscattering sounding system,WIOBSS)设计了一套新型波形发生器.该波形发生器采用等间隔收发探测体制,使WIOBSS不但能探测到大范围内的电离层状态,且能获得所用伪随机序列的最大增益性能.该波形发生器依据软件无线电思想,利用高性能现场可编程门阵列和数字上变频器,搭建了一个通用的硬件平台.该平台所有功能通过可编程软件实现,只要加载相应软件,就可以选择不同类型的伪随机序列,任意改变伪随机序列的长度和发射波形的占空比,从而满足不同电离层状态下的探测需求.该波形发生器采用PXI(peripheral component interconnect extensions for instruments)总线技术,设计成为一个小型化、高性价比的PXI模块.实验表明,采用该波形发生器的WIOBSS可清晰获得电离层垂直探测和斜向返回探测回波信息.     

基于FPGA的中频数字接收器设计

文章在介绍了中频数字接收理论,即低通采样理论、带通采样理论的基础上,给出了中频带通采样结构。设计了一种基于FPGA的中频数字接收器,该中频数字接收器具有1GHz的采样速率,8bit的分辨率。软件功能全部在FPGA内部实现,包括了串并转换、数字混频、FIR滤波等功能模块。由于该设计采用了FPGA作为信号处理器,其设计灵活及可编程等特点使得该设计具有较强的通用性,适用于工程应用。     

基于三步旋转坐标旋转数字计算机算法的直接数字频率综合器实现

提出基于三步旋转机制的高精度低时延坐标旋转数字计算机 (CORDIC)算法. 该算法通过对输入角度进行二极化重编码来免除剩余旋转角度的运算,利用三步旋转机制对迭代次数进行压缩,结合合并迭代技术进一步减少迭代次数,降低输出时延. 以16位输出位宽为例,对三步旋转CORDIC算法和流水线迭代式算法进行实现,仿真结果表明：三步旋转CORDIC算法与流水线迭代式算法相比,改善了输出精度,输入到输出的时延降低了75%,硬件开销下降了29.2%. 基于三步旋转CORDIC算法,实现了相位累加器位宽为24的直接数字频率综合器 (DDFS);使用加法树结构对多输入加法器进行优化,以提高电路工作频率. 仿真结果表明,该算法的最大幅度误差为8.24 × 10^?6,输出时延为38.5 ns.     

精确频率输出的超低时延DDS电路设计

使用CMOS工艺设计高性能、低成本的直接数字频率合成器DDS是一项十分具有挑战性的任务.本文提出了一种模数可编程的超低时延DDS电路设计.通过增加一个辅助相位累加器,可以根据输出频率的需要来设置辅助相位累加器的输入和模数配置来产生小数复合频率控制字,从而可以进行各种频率的精确输出,完全消除了输出频率误差.还针对CORDIC算法进行了优化改进,提出了一种仅需要小容量的查找表和简单角度校正的CORDIC实现方法,免除了迭代运算过程,设计了一种超低时延的相位幅度转换电路.在电路资源消耗没有增加的前提下,设计电路不仅实现了精确频率输出,还大大降低了电路的输出时延.验证结果表明:本DDS设计电路输出频率不存在频率误差,并且只需要两个时钟周期就能得到高精度的正余弦波输出.本设计通过对相位累加器和相位幅度转换电路的改进,消除了输出频率误差和降低了输出时延,具有输出频率精确、输出时延小、成本低等优点,更加适合输出频率精度要求高、实时性强的信号处理应用场合.     

电离层斜向返回探测仪的智能显控系统设计

介绍了武汉大学电离层实验室研制的电离层斜向返回探测仪(WIOBSS)智能显控系统的设计,给出整个设计的流程图和相关的软硬件结构以及该系统的基本和扩展功能.其中显控系统是以地图为背景,采用地图上画图的方法,清晰显示雷达回波覆盖区域,对照地图,可以直观获取雷达威力范围.显控程序同时对获取的数据进行处理,从绘制的电离图中提取群时延距离、回波幅度、目标位置和运动速度以及目标的其他特征参数,以直观、有效、准确的方式呈现给雷达的操控者.此显控系统简单易懂,操作方便,具有非常友好的人机交互系统.     

数字化逆变式等离子切割电源的研制

提出了一种基于数字信号处理器(DSP)和单片机(MCU)并行处理技术,实现数字化逆变式等离子切割电源的新方法,利用DSP高速强大的数据处理能力,实现切割参数的采样计算和相应控制算法;采用控制能力强大的单片机实现人机接口和逻辑控制.设计专用的保护电路、参数记忆电路和自动调高模块,实现对过压/过流保护、最佳系统参数匹配和割炬调整.实验数据表明,智能数字化切割电源控制性能好,可靠性高和操作灵活,大大改善了切割质量.     

随动式动态混合器掺稀混合性能研究

针对稠油掺稀过程中原混合器混合效果不佳的问题,选择满面式螺旋叶片作为混合元件,增加动力叶轮,以增强叶片对流体的剪切能力和转动频率.基于CFD仿真软件,对影响动态混合器混合效果的叶片螺距和动力叶轮两参数进行数值模拟分析,并以管内稀油体积分布情况作为评价标准,研究混合过程中混合元件几何结构的变化对混合器性能的影响规律.结果...     

300GHz太赫兹波室内无线通信系统的Simulink仿真

为仿真载波为300 GHz的室内无线通信系统,利用 Simulink 软件平台,设计了信号产生模块、倍频模块和次谐波混频模块,仿真得到信号在各个阶段的频谱图,并计算了发射和接收系统在不同距离下接收的中频输出功率。仿真结果表明,在存在背景噪声干扰的情况下,接收中频功率随着发射和接收天线距离的增加而减小,接收中频信号的频谱较好。     

岸-舰多基地地波超视距雷达的发射波形及其解调

根据岸-舰多基地地波超视距雷达的发射站采用多个发射天线,同时辐射不同载频信号,并实现“广播”发射的要求,提出了该雷达工作波形参数的设计原则,研究了调频中断连续波(FMICW)在该雷达中的应用,定量分析了有关参数的选取与距离分辨率、最大不模糊距离、跨多普勒单元等之间的关系．由于接收站安装在舰船上,不能直接得到发射样本,故不能采用传统模拟混频的方法进行解调,研究了在接收站对发射波形的全数字化的解调方法,计算机模拟结果表明所设计的工作波形的可行性和有效性．