基于FPGA和DSP的遥测数据实时谱分析卡设计

为了实时分析遥测数据单位频带内信号谱信息随频率的变化情况,设计了一种遥测数据实时谱分析卡。设计采用FPGA+DSP系统架构,配合流水线作业的设计理念。振动信号功率谱密度（PSD）计算采用快速傅里叶变换法（FFT）,冲击信号冲击响应谱(SRS)采用递归数字滤波法,极大降低运算量,缩短谱分析的时间,从而实现对谱信息的实时性分析。测试结果表明,该谱分析卡可以在9ms内完成对一路高频振动数据的处理,在67ms内完成对一路冲击数据的处理,设计具有良好的实时性、稳定性和扩展性,在实际应用中得到较好的效果。     

SSCA算法中FFT模块的设计与实现

该文介绍了高效循环谱估计算法SSCA（Strip Spectral Correlation Algorithm）中FFT模块的重要作用,给出了一种FFT模块的设计和实现方案。该方案采用定常构形算法,可以很好地满足SSCA算法对FFT核心模块的并行化以及高速运算要求,同时数据处理采用流水线工作方式,大大提高了FFT模块的连续处理数据能力。仿真测试表明,该方案能够满足SSCA算法对FFT模块的运算要求。     

基于FPGA的简易频谱分析仪

观测信号频谱在科研中具有重大意义,在教学实验中也有利于学生更直观深入地了解信号特征。采用单片机C8051和FPGA,外加高速A／D转换器设计一种简易的频谱分析仪。该系统主要包括信号采集、频谱搬移、数字滤波、数字FFT和LCD显示。经测试,该系统能够分析信号带宽为0～5MHz,最低分辨率达到1Hz。而且信号频谱图能够很好地显示在LCD上。整个系统工作稳定,操作方便,且成本比其他频谱分析仪低很多。     

基于FPGA的简易频谱分析仪

观测信号频谱在科研中具有重大意义.在教学实验中也有利于学生更直观深入地了解信号特征.采用单片机C8051和FPGA.外加高速A/D转换器设计一种简易的频谱分析仪.该系统主要包括信号采集、频谱搬移、数字滤波、数字FFT和LCD显示.经测试.该系统能够分析信号带宽为0～5 MHz,最低分辨率达到1 Hz.而且信号频谱图能够很好地显示在LCD上.整个系统工作稳定,操作方便,且成本比其他频谱分析仪低很多.     

基于复解析带通滤波器的ZFFT算法分析与仿真

在实际工程应用中进行频谱分析时,一般只关心某一频带范围内的局部频谱,此时应使用频谱细化算法如基于复解析带通滤波器的ZFFT（简称复解析ZFFT）算法对频谱进行选带细化分析。本文在分析复解析ZFFT算法原理的基础上,通过MATLAB平台对复解析ZFFT频谱细化算法的有效性进行仿真研究。结果表明,复解析ZFFT算法能够在相同快速傅里叶变换（Fast Fourier Transform,FFT）运算量的情况下,大大提高信号的频率分辨率,实现局部细化频谱。     

基于浮点DSP的快速傅里叶变换实现

论述了采用浮点数字信号处理(DSP)芯片TMS320VC33实现快速傅里叶变换(FFT)。分别采用了C语言和汇编语言实现FFT算法。实验结果验证了汇编语言比C语言更适合实现复杂算法,也验证了实现算法的正确性,表明了利用DSP控制器特有的反序间接寻址FFT的实现是很方便的,且实时性非常好。     

基于FPGA的微波辐射数字谱分析系统

微波辐射谱分析仪是具有精细频谱分析能力的微波辐射计,是近年来被动微波遥感器的技术发展方向之一。本文提出的微波辐射数字谱分析系统基于快速傅里叶变换(FFT)算法,硬件平台基于Xilinx公司7系列下带有4 DPS高速模拟子卡的Kintex7-FPGA评估开发套件,实现一个输入带宽250 MHz,探测通道数16 384,频谱分辨力15 kHz,可实时观测的微波辐射数字谱分析系统。给出了系统的电路原理设计、关键模块的设计框图及软件流程图。最后将设计的Modelsim仿真结果和MATLAB仿真结果作对比,验证了整个设计的正确性。     

基于DSP的实时震动信号分析处理系统设计

为解决战场目标识别系统识别精度不高的问题,提出一种基于震动信号实时分析的DSP系统,用于辅助战场目标识别.该系统采用TI公司的TMS320F2812型高速数字信号处理器(DSP)和3028震动传感器设计.实验结果证明该系统能够初步探测地面运动目标的震动信号,并对其实时分析和处理,并能够快速给出相应的分析结果.     

基于全相位FFT的稳健型时间调制阵列测向

基于谐波特征分析的时间调制阵列测向方法的正确性与精度严重依赖接收谐波的估计精度. 传统的离散傅里叶变换(discrete Fourier transform, DFT)或快速傅里叶变换(fast Fourier transform, FFT)在估计谐波的幅相时,由于信号频率通常偏离采样频率的整数倍,会形成栅栏效应,从而引起基于谐波特征分析的时间调制阵列测向的精度降低甚至失效. 针对该问题,本文将全相位FFT引入二单元时间调制阵列接收谐波的分析中,通过提升谐波幅相估计的鲁棒性来提升时间调制阵列测向方法的稳健性. 仿真结果表明,当信号的载频为频谱分辨率的任意小数倍时,提出的全相位FFT时间调制阵列测向方法均能正确测向,且随着信噪比的增加,测向均方根误差收敛至0. 本文工作提升了基于谐波特征分析的单通道时间调制阵列测向方法的稳定性。     

基于傅里叶变换红外光谱的热辐射体温度遥测新方法研究

常规遥感测温方法有三种:单色法、双色法、多色法,在这些方法中都是采用传统的光谱仪和探测器,这样探测速度慢,数据处理复杂并且测量结果受噪声影响很大.本方法应用傅里叶变换红外光谱仪探测热辐射体的红外辐射特性,因而其具有了傅里叶变换红外光谱仪所有的优势.为解决和避开传统方法中遇到的麻烦和困难,我们提出了一种新的温度反演算法,还详细讨论了遥感测量时的红外波段选择.我们对傅里叶变换红外光谱仪定标后,测量了一加热钢板的自然降温过程的红外辐射谱,用标准黑体辐射谱对测量谱做最小二乘拟合,并把拟合谱与测量谱做了对比,两者吻合的很好,并且用不同波段所得的测量结果也非常一致,表明结果是准确可靠的.     

基于FPGA的光谱探测实时数据处理系统研究

为实时获取战场中来袭激光、大气污染物、毒气等待测物光谱分布信息,根据傅里叶光谱变换理论,研究设计了实时数据处理系统。分析了光谱探测系统结构和工作原理,采用Xilinx公司Virtex2-Pro开发板在ISE10.1开发平台上设计了1 024点基2-FFT算法数据处理模块硬件电路,并通过了第三方仿真软件Modelsim6.3f的仿真。结果表明,FPGA实际计算1 024点基2-FFT频谱分布信息与Matlab理论计算结果相同。当芯片工作在100 MHz时,完成1 024点16位基2-FFT数据处理约需32μs,满足光谱探测实时数据处理要求。     

低成本可调FFT处理器的超大规模集成电路设计

文章提出了一种以基-22／23为基础的流水线结构,用以实现低成本、超大规模集成电路（VLSI）的快速傅里叶变换（FFT）处理器设计。该处理器在减少普通复数乘法器级数的同时,通过单路延时反馈（SDF）存取方式,以最少的存储字来获得FFT结果。对于数据通路,我们采用了混合浮点的数据缩放方式,在保证信噪比的同时,降低了数据长...     

基于频域递推算法的窄带滤光片光束传输特性研究

多腔窄带薄膜滤光片在倾斜入射时中心透射波长会向短波方向移动,由此可制备角度调谐滤波器。但其透射光斑在倾斜入射时会出现明显的斑展宽现象,由此产生的接收端耦合度及干涉级次的降低会导致其透射光谱的插入损耗迅速增大,会限制其有效波长调谐范围。传统的多光束叠加法可以对窄带滤光片斜入射时的透射光斑展宽现象进行仿真,但是在光强分布上与实验结果有着较大的误差。本文基于快速傅里叶变换及菲涅尔公式,提出了一种新颖的频域递推算法来计算光斑的展宽程度及透射光强分布,计算了从0度到60度倾斜入射范围内光斑展宽以及透射率的变化情况。理论计算和实验结果都表明该方法较之传统的多光束叠加算法结果更准确且计算效率高。     

OFDM调制中高速FFT处理器的设计与实现

通过对通用算法对比和分析，介绍了一种利用混合基、多块存储器的原位算法构成、能够实现持续处理的多模式FFT处理器的设计和实现。该FFT处理器采用类似块浮点的数据收缩方法，结构简单、速度高、性能好、功耗低，不仅满足高速计算的要求，而且减小了硬件实现的复杂度、易于FPGA实现，因此可以适用于多载波OFDM调制系统中。     

基于FPGA高精度浮点运算器的FFT设计与仿真

基于IEEE浮点表示格式及FFT算法,提出一种基2FFT的FPGA方法,完成了基于FPGA高精度浮点运算器的FFT的设计。利用VHDL语言描述了蝶形运算过程及地址产生单元,其仿真波形基本能正确的表示输出结果     

基于IP核的FPGA FFT算法模块的设计与实现

介绍了一种基于IP核的FFT算法的设计与实现方法。FFT IP核允许设置不同的计算参数与结构,可以方便灵活地实现FFT算法。详细分析了FFT IP核的各个参数的意义。研究结果表明,应用FFT IP核能够设计出符合不同性能要求的高性能的傅里叶变换处理模块,缩短开发周期,节约成本。     

基于FPGA的FFT处理器设计

针对快速傅里叶变换（FFT）算法的结构和特点,提出了一种基于现场可编程门阵列（FPGA）设计FFT运算的方案。该方案采用基2算法以及单元结构的设计思路,对FFT处理器合理模块化,用VHDL语言对各个模块编程,并在Quartusll软件环境下综合仿真,时序分析结果与Matlab计算结果相一致验证了设计的正确性。FFT与FPGA相结合提高了运算速度,扩大了FFT的应用领域。     

基于谐波特征分析的时间调制阵列测向研究进展

针对近年来发展起来的基于谐波特征分析的时间调制阵列(time modulated array,TMA)测向这一新型无线电测向技术体制,全面总结了其目前的发展现状以及与传统阵列测向体制相比较的优缺点.首先分析了TMA的起源、发展与数学基础;其次总结了基于TMA的测向方法的研究现状;然后对二单元TMA测向、多单元TMA测向...     

一种基于CDMA2000 1x EVDO微弱信号的捕获算法

针对弱信号条件下的CDMA2000 1x EVDO手机上行信号, 提出一种基于短时相关快速傅里叶变换(FFT)运算和差分相干相结合的联合捕获算法。首先采用短时相关和FFT运算精确估计出信号的多普勒频偏值;在此基础上利用差分相干提升信号的相关峰。通过设置自适应判决门限和相干长度获得较好的捕获概率;同时对所提算法和相干累积算法的捕获灵敏度和计算复杂度进行了对比。最后,结合实测数据验证了算法有效性,实验表明本文算法在保证低于相干累积算法复杂度的情况下,提高捕获灵敏度约1.5 dB。     

一种基于奇异值分解的SAW传感器频率估计算法

在声表面波(SAW)谐振式无线传感器的频率估计中,该文提出了一种奇异值分解(SVD)与快速傅里叶变换(FFT)相结合的频率估计算法。首先采用重复采样的方法对无线SAW谐振器回波信号进行提取,然后在FFT之前利用SVD法去除回波信号中的白噪声,最后通过高斯曲线拟合法对FFT算出的频率进行校正。运用该算法得到的频率均方误差为1.53×103,而直接用FFT算法均方误差为2.38×10~3,均方误差减小了55%。可见,利用该SVD与FFT相结合的频率估计算法在准确度、稳定性方面都有很大改善,且该算法操作简单,易于实现。