高速图像数据采集系统设计与实现

利用FPGA技术中硬件可编程,研发周期短,频率高,采集速度快等特点,提出一种基于FPGA的高速图像采集系统的设计方法,对FPGA中的各个控制模块和系统的各个子模块的作用、原理以及设计方法进行详细描述。     

基于FPGA的全同步数字频率计的设计与实现

利用全同步频率测量原理,通过FPGA(Field Programmalbe Gata Array)芯片,运用VHDL语言编程设计一个全同步数字式频率计,消除了±1的计数误差,测频范围在DC～100MHz,给出了各模块的VHDL设计方法和仿真波形.并且可以利用FPGA芯片构成系统板,具有较高的实用性和可靠性.     

基于DSP和FPGA的多通道信号采集模块设计

设计了一种基于TIDSPTMS320C6713B和ALtera Cyclone系列FPGA的数据采集模块,使用FPGA做多路串行AD器件的信号采集控制和数据缓冲,同时利用DSP的DMA直接接收采样数据和进行数据处理,缓解了DSP数据传输的压力,提升了数据处理的效率,也提高了整个采集模块的性能。     

FPGA[A1]在实时信号采集系统中的应用

介绍了实时动态信号采集系统,并对各个构成模块进行了阐述。分析了数据输入／输出模块,数据处理模块以及数据通讯模块。着重阐述了FPGA模块,介绍了FPGA的原理与设计,和它在系统中所起的功能以及如何通过EZUSB对FPGA进行配置等技术细节。     

基于FPGA和无线通信的冲击波超压采集系统设计

冲击波超压测试技术发展迅速.由于冲击波超压测试现场环境比较恶劣,为了提高测试系统的灵活性和可靠性,提出了一种基于FPGA和无线通信的冲击波超压采集系统的设计,从冲击波超压信号采集的发展现状出发,具体阐述了该系统总体方案的设计思路以及关键技术(电源管理优化设计、ZIGBEE模块和光纤模块等),同时分析了采用FPGA、无线...     

可扩展级联式机载数据采集系统设计

为实时采集飞行器舱体各部位的振动、冲击、压力等多路信号,设计一种通道可自由扩展的级联式机载数据采集系统。以FPGA为核心控制器设计基础模块和传感器采集模块,通过将多个采集模块堆叠级联的方式实现对任意通道的扩展。采集模块内置信号调理和采集电路、存储和控制电路,采集数据按通道编帧后分层存储。基础模块通过级联总线发送触发或读数指令,控制采集进程,并利用LVDS电缆将数据上传到计算机进行波形分析。实际测试表明:该系统能根据应用需求灵活扩展通道数量,同步采集时单通道采样率≥300 k S/s,电压转换误差0.2%,具备体积小、易维护等特点。     

基于FPGA的光纤传感解调数据处理系统

为解决目前光纤传感测试领域存在的组网测试采集量大的问题,设计并实现了一种基于FPGA的大数据量实时处理系统,详细介绍了系统的硬件构架和关键模块设计,重点描述了FPGA通过寻峰模块和交叉读写缓存模块实现大数据量的实时处理方法。在FPGA中加入寻峰模块,从大量光谱数据中选取有效数据,减少传输的数据量,并通过交叉读写缓存保证数据传输的连续性,将筛选后的有效数据发送至上位机。通过实验对该系统的实际应用性能进行验证,结果表明该系统能够有效满足基于光谱采集的多通道光纤传感解调数据处理要求。     

基于NIOSⅡ的高分辨率图像采集系统设计

介绍了一种基于NIOSⅡ的高分辨率图像采集系统的设计.系统以NIOSⅡ软核处理器为主控制器,配合高像素CMOS图像传感器、大容量SDRAM、高速DAC器件,实现高速高分辨率数字图像采集与实时显示.详细阐述了将Bayer图像转化为RGB图像的算法原理及其FPGA硬件实现,同时还给出了系统中其他各模块的FPGA硬件实现及其时序仿真图.系统提供了灵活的图像数据传输接口,可满足大多数工业应用.     

一种通道可扩展的堆叠式数据采集系统设计

针对武器装备测试过程中对振动、冲击、压力等多路信号的采集需求,设计一种通道可任意扩展的堆叠式微型数据采集系统。采用FPGA作为核心控制器,将系统功能划分为基础控制模块和数据采集模块,通过在基础模块上叠加数据采集模块的方法实现对采集通道数量的扩展。数据采集模块内置程控信号调理电路和采集电路,采集数据编帧后通过M-LVDS多点互联总线传输到控制模块中。系统由控制模块管理采集模块,并通过USB电缆将数据上传到计算机进行波形分析。经测试,该仪器能按需求灵活扩展通道数量,单通道采样率最高可达500kS/s,具有微型化、抗冲击等突出特点。     

基于FPGA的DDS发生器的设计

直接数字频率合成(Direct Digital Frequency Synthesize,简称DDS)技术具有频率分辨率高、变频速度快、变频相位连续、相位噪声低等很多优点,因而被广泛用于雷达、通信等领域。本文在分析DDS原理的基础上,提出了基于FPGA设计DDS信号发生器的方案。并经过电路设计和模块仿真,验证了设计的正确性。由于FPGA的可编程性,使得设置和优化DDS的功能非常快捷和方便,具有很大的灵活性。     

汞离子频标数据采集系统的小型化设计

为实现汞离子微波频标电子伺服系统的小型化,设计了一种基于FPGA的汞离子频标数据采集系统。采用宽带、高速、低功耗的微芯片电路模块对离子跃迁谱线的微弱荧光信号进行放大、整形、降噪处理;利用FPGA高速光子计数法对信号进行采集。取代了传统的计算机软件LABVIEW与商用仪器结合的数据采集系统,实现了对离子微波频标物理系统中微弱荧光信号的有效采集。     

基于FPGA和DSP的激光陀螺信号处理电路设计

研究机械抖动激光陀螺的信号读出系统,设计激光陀螺的信号处理电路。光电转换后的微弱电流信号经过前置放大电路转化为电压方波信号,在FPGA中进行鉴相解调以及可逆计数,最后由DSP实现机抖偏频解噪和低通数字滤波。与激光陀螺联合测试并将结果输出至上位机,结果表明设计的电路实现了对激光陀螺输出信号的有效采集,满足激光陀螺功能测试的需要。     

基于FPGA和DSP的气体超声流量计驱动和数字信号处理系统

采用FPGA+DSP双核芯结构,研制气体超声流量计驱动和数字信号处理系统。利用FPGA很高的工作频率和丰富的内部资源,实现高速DAC和ADC的驱动控制和数据存储;利用DSP的高速运算能力,实现数字信号的实时处理。针对利用正弦波驱动产生的超声波回波信号,基于实验数据统计,提出跟踪回波信号峰值的可变阈值法,准确地提取特征波,有效地克服了噪声的影响,扩展了量程比。气体标定实验结果验证了方法和系统的有效性。     

基于HHT的数控机床主轴振动监测系统的研制

为监测数控机床主轴的运行状态,针对机床主轴在工况条件变化或故障发生时振动信号的非平稳特性,研制基于HHT时频分析方法的数控机床主轴振动监测软、硬件系统。硬件系统包括基于FPGA主控模块与PC104总线的数据采集模块;软件系统包括时域波形监测与特征数据监测两模块,其中特征数据监测模块具有监测频谱分布及时频分布功能。为更直观、准确反映数控机床主轴振动信号的非平稳特性,提出基于HHT的主轴振动信号特征提取方法,实现对振动信号时频分布的实时监测。数控机床主轴振动信号测试结果表明,该系统在监测信号时域波形与频谱分布的同时,能利用HHT的瞬时频率描述特性,实现对数控机床主轴振动信号时频分布的实时监测。     

通用型高频宽带ADCP信号处理系统设计与实现

文章介绍了一种高频采集、数字解调滤波的通用型高频宽带声学多普勒流速剖面仪(Acoustic Doppler Current Profilers,ADCP)信号处理系统的设计和实现过程。该系统以现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)+数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)+低功耗单片机(Mixed Signal Processor 430,MSP430)为架构平台,利用三者在信号处理领域的不同优势,采用软硬件协同设计的方式,解决了高频ADCP高采样率、高数据处理能力及低功耗的应用需求,在保证数据处理速度的基础上实现了相位的严格正交,且通过参数化配置实现了多频段、多功能的通用性设计,可适用于不同频段的走航式及自容式ADCP中。经湖上试验验证,该系统测速精度高,性能稳定可靠,达到了预期的设计指标。该系统的软硬件划分方式对其他高频海洋设备的研制具有一定的参考价值。     

基于FPGA的激光外差干涉仪反正切解调技术

针对高频声学应用中多普勒信号软件解调的局限,提出了一种基于FPGA的数字硬件信号解调方案.基于AD9467设计了高速ADC采集系统,以实现原始多普勒信号的奈奎斯特采样或带通采样;基于Xilinx Zynq-7000片上芯片系统设计数字信号处理系统,实现了 DDS合成参考信号与多普勒信号混频、低通滤波产生I&Q基带信号对...     

智能天线移动台端实时发送系统的设计

探讨了智能天线的基本理论, 介绍了采用高速可编程逻辑器件 FPGA(Field Programmable Gate Array)的智能天线移动台端实时发送模块的设计与实现, 由于只采用 DSP 实现信号处理不能满足数据的实时生成与发送, 所以本系统采用 DSP FPGA 的硬件结构, 将一些原本由 DSP 执行得很耗时的运算用 FPGA 通过逻辑门的方式并行实现, 保证了数据的实时生成和发送.     

非正交光栅莫尔信号数字细分方法与实现

本文对非正交光栅莫尔信号细分方法展开研究,提出了基于信号采集、预处理和细分架构的非正交光栅莫尔信号数字细分的方案,在FPGA平台上完成32 512倍信号细分。针对电路系统中信号幅值比和采样率参数进行分析,建立了莫尔信号幅值偏差的数学模型,明确信号幅值比k与周期细分数N的量化关系,实验证明,信号幅值偏差补偿要求随细分值增加而逐渐增高。建立了信号频率/采样率的数学模型,明确信号频率与采样率之比f/fs与周期细分数N的量化关系,实验证明,信号频率与采样率之比随细分值增加而逐渐降低。     

An FPGA-based open platform for ultrasound biomicroscopy

Ultrasound biomicroscopy (UBM) has been extensively applied to preclinical studies in small animal models. Individual animal study is unique and requires different utilization of the UBM system to accommodate different transducer characteristics, data acquisition strategies, signal processing, and image reconstruction methods. There is a demand for a flexible and open UBM platform to allow users to customize the system for various studies and have full access to experimental data. This paper presents the development of an open UBM platform (center frequency 20 to 80 MHz) for various preclinical studies. The platform design was based on a field-programmable gate array (FPGA) embedded in a printed circuit board to achieve B-mode imaging and directional pulsed-wave Doppler. Instead of hardware circuitry, most functions of the platform, such as filtering, envelope detection, and scan conversion, were achieved by FPGA programs; thus, the system architecture could be easily modified for specific applications. In addition, a novel digital quadrature demodulation algorithm was implemented for fast and accurate Doppler profiling. Finally, test results showed that the platform could offer a minimum detectable signal of 25 μV, allowing a 51 dB dynamic range at 47 dB gain, and real-time imaging at more than 500 frames/s. Phantom and in vivo imaging experiments were conducted and the results demonstrated good system performance.     

一种恶劣环境下高协同度信号产生方法及其FPGA实现

鉴于高温恶劣环境下不同晶振搭建的信号源间的频率差不能保持恒定的问题,论述了一种基于FPGA技术使用直接数字频率合成技术(DDS)和锁相环技术(PLL)设计工作在恶劣环境下的高协同度信号源的方法。详细阐述了系统的整体结构,系统级性能优化方案和模块级性能优化方案。模拟实际工作环境进行了实验,实验结果验证了设计的正确性。