• 2010年第8卷第2期文章目次
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    • 基于DSP的FPGA动态重构系统研究与设计

      2010, 8(2):123-127.

      摘要 (6986) HTML (0) PDF 379.86 K (6884) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高现场可编程门阵列(FPGA)的资源利用率,在介绍FPGA重构技术的原理和分类的基础上,讨论了Virtex-4系列FPGA的配置原理和动态重构的方法,并设计出数字信号处理器(DSP)配置FPGA的硬件方案来实现可重构系统。FPGA采用SelectMAP配置方式,实现配置逻辑的快速重构和局部动态重构,最后根据Virtex-4的配置流程和时序关系,给出了可重构系统配置的软件流程。经实验测试,该系统稳定可靠,可在1 s内完成5 Mbyte配置程序的动态重构。

    • 基于混沌扩频CDMA的伽利略卫星定位系统编码技术

      2010, 8(2):128-133.

      摘要 (5537) HTML (0) PDF 460.62 K (4449) 评论 (0) 收藏

      摘要:在伽利略系统中编码技术日益重要。文章在将混沌扩频技术应用到伽利略系统中后,对系统的信道特性进行了探讨,特别是利用混沌扩频的优秀随机性和正交性对系统进行了信道仿真。仿真结果表明信道衰减小于-40 dB,满足CDMA2000协议规范,从而简化了传统CDMA系统PN码产生的复杂性,统一了信号源和信道编码的混沌序列的使用。这种将混沌扩频CDMA技术代替传统PN序列的方法在伽利略系统中的应用具有实用性和可行性。

    • 可配置的多系统兼容导航跟踪通道设计

      2010, 8(2):134-138.

      摘要 (4799) HTML (0) PDF 794.89 K (3938) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高接收机的兼容性,降低设计复杂度和成本,基于FPGA+GPS的硬件平台,研究设计可配置的多系统兼容导航跟踪通道。首先介绍了多系统兼容跟踪通道的框架结构和功能模块,分析了可配置载波数字控制振荡器(NCO)、伪码NCO和码产生器等实现通道灵活可配的关键技术,最后,通过ModelSim仿真和实测GPS/COMPASS信号验证了通道的兼容可配性,资源分析结果也表明兼容通道相比独立系统减少一半左右的逻辑资源。

    • 空间三站时差定位的模糊及无解问题

      2010, 8(2):139-142.

      摘要 (5377) HTML (0) PDF 267.29 K (4227) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过分析空间三站时差定位的经典算法,对模糊及无解问题的产生进行了探讨,分析了无解的分布与布站、站址误差和时差测量误差之间的关系,提出了解决模糊及无解问题的方法。在实际应用中,应充分运用目标先验信息,合理使用消除定位模糊的方法以降低系统复杂性,提高运算效率,同时优化测量站布局,使目标区域避开无解分布区。

    • 某型雷达模拟器操纵杆功能设计

      2010, 8(2):143-148.

      摘要 (5419) HTML (0) PDF 583.75 K (4572) 评论 (0) 收藏

      摘要:以操纵杆控制雷达模拟器参数变化的需求为背景,给出了硬件连接方法和软件实现方案,验证了所编程序符合操纵杆功能需求,能很好地实现操纵杆对模拟器参数变化的控制。该技术不局限于技术本身对输入数值变化的控制,对虚拟现实条件下如何实现操纵杆对飞行器的灵活全方位控制也有很好的借鉴作用。

    • 基于OMAP3530的多媒体信息处理及通信系统设计

      2010, 8(2):149-154.

      摘要 (13540) HTML (0) PDF 399.78 K (7277) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了设计一种功能丰富、易于扩展的多媒体处理系统,根据多媒体系统现状及发展趋势,制定了基于嵌入式Linux以及OMAP3530处理器为核心的系统设计方案,该系统具有多媒体模块、网络模块、显示模块及人机交互模块等。在此基础上进行了系统的硬件、驱动及应用层设计,软件平台在Linux内核2.6.28的基础上进行驱动的开发以及编解码算法的移植。实验表明,该系统具有功能多样化、技术一体化、系统集成化等一系列特点。针对不同的用户需求,可进行功能重组,对厂商和终端用户而言,将更加灵活方便,并且具有良好的应用前景。

    • Ka频段固态集成功率放大器的设计

      2010, 8(2):155-158.

      摘要 (6447) HTML (0) PDF 656.78 K (4687) 评论 (0) 收藏

      摘要:毫米波系统已广泛应用于军事通信,作为核心部件的毫米波发射机,其输出功率为衡量系统性能指标的重要因素。本文运用混合集成的方法设计了一种Ka频段固态功率放大器,并结合实际情况分析了与调试相关的电路稳定性问题。测试结果表明,该放大器在f0±1.5 GHz的工作频带内,增益大于35 dB,P-1为30 dBm,达到设计要求。

    • 一种改进结构的毫米波基片集成波导滤波器

      2010, 8(2):159-162.

      摘要 (6202) HTML (0) PDF 427.79 K (4513) 评论 (0) 收藏

      摘要:介绍了基片集成波导(SIW)这一新技术,并对其中的主模(TE10)进行了简要分析。为了实现毫米波电路系统小型化,对传统链式SIW滤波器进行改进,提出了一种新型的带倒角的紧缩结构SIW滤波器。利用这2种结构,设计了中心频率为31.15 GHz,3 dB带宽2.4 GHz,相对带宽7.7%,插损小于1.9 dB的带通滤波器。仿真结果表明:带倒角的紧缩结构SIW滤波器不仅布局更紧凑,最大长度缩短了近一半,而且具有更好的滤波性能。

    • 基于加载线型Ka频段的五位数字移相器

      2010, 8(2):163-168.

      摘要 (5432) HTML (0) PDF 762.85 K (4366) 评论 (0) 收藏

      摘要:数字移相器广泛应用于相控阵雷达中,本文采用一前一后加载支线的方法设计了 11.25°,22.5°和45°移相单元,以3 dB支线耦合器的形式设计90°和180°移相单元,在Ka频段研制出五位数字移相器。该移相器在30 GHz~31 GHz工作频带内,各移相单元实测相移误差最大为6.5°,最小为0.2°;插入损耗最大为11.8 dB,最小为8.6 dB;输入驻波比小于2,整个电路尺寸为110 mm×55 mm×25 mm。

    • 模拟锁相陶瓷介质振荡器技术

      2010, 8(2):169-172.

      摘要 (6280) HTML (0) PDF 375.33 K (4694) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过对模拟锁相频率源及传统方法实现的锁相频率源进行简要的分析比较,在分析取样鉴相器工作原理的基础上给出了模拟锁相CRO的具体实现方案。重点介绍了环路滤波电路及自动捕获电路的工作原理及参数设置,同时也给出了改进输出信号杂波抑制的方法。设计所得到的模拟锁相CRO,其相位噪声指标是采用一般的锁相方式难以获得的。实测表明模拟锁相CRO的相位噪声较低,输出频率3 GHz,相位噪声可以达到≤–115 dBc/Hz@10 kHz,杂波抑制指标也有一定的优势,可以达到优于–70 dBc。

    • 基于分割窗的无监督多通道遥感图像变化检测

      2010, 8(2):173-179.

      摘要 (4831) HTML (0) PDF 1.27 M (3752) 评论 (0) 收藏

      摘要:在遥感图像中,当变化区域的面积比例相对较大或较小时,一般的变化检测方法并不能准确地检测出变化信息。针对这一问题,本文提出一种基于分割窗的无监督多通道遥感图像变化检测方法。该方法将差异图像分割成子图像,通过求子图像的局部阈值来确定差异图像的整体阈值。实验结果表明,该方法能较好地解决变化区域相对较大或较小时一般变化检测方法无法进行准确的变化检测的问题,相对于一般变化检测的方法,检测精确度明显提高。

    • 基于蜜蜂进化算法的JPEG隐写方法

      2010, 8(2):180-185.

      摘要 (5419) HTML (0) PDF 667.08 K (4143) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高嵌入效率,缩短算法运行时间,提出了一种基于蜜蜂进化算法的变换域隐写方法。该方法首先利用由蜜蜂进化算法搜索到的最优置换矩阵将秘密信息进行置换;接着修改了JPEG标准量化表以便能够嵌入较多的信息;将置换结果嵌入到量化后DCT系数的DC和中低频AC区域中;最后利用JPEG熵编码得到隐藏了信息的JPEG格式文件。实验结果表明,与直接嵌入方法相比较,该方法提高了含密图像的质量和安全性,与基于遗传算法的信息隐藏方法相比,该算法所花费时间更少。

    • 基于Beamlet的岩心裂缝提取算法

      2010, 8(2):186-189.

      摘要 (5184) HTML (0) PDF 455.86 K (4035) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种基于多尺度Beamlet变换的岩心裂缝图像提取算法。首先,将采集到的灰度岩心裂缝图像,用大津阈值分割算法转换为二值图像,再利用Beamlet变换,通过选取不同的尺度和检验阀值,从二值图像中提取裂缝的线性特征,并根据像素统计出裂缝的相关分析数据。实验结果表明,此算法能在较复杂的岩心背景和噪声干扰情况下提取清晰的岩心裂缝,效果满意。

    • 基于FPGA的指纹预处理技术

      2010, 8(2):190-195.

      摘要 (5149) HTML (0) PDF 471.77 K (4025) 评论 (0) 收藏

      摘要:指纹图像预处理是指纹识别系统中的重要部分,通常包括归一化、方向滤波、二值化和细化等环节,算法复杂,计算量大。针对这种特点,设计了一种新的指纹图像预处理方法,运用SOPC技术,将预处理过程中耗时大的部分用FPGA实现,耗时小但处理繁琐的部分用软件实现,由下载到FPGA的软核Nios II处理器负责软件的运行和软、硬件的协调。实验结果表明该方法在确保图像质量提高的前提下大幅度提高了处理速度,保证了自动指纹识别系统的实时性,为指纹识别系统的研究和实现提供了新的设计思路和方法。

    • 线性调频–伪码卷积性复合信号MCRLB推导

      2010, 8(2):196-200.

      摘要 (5159) HTML (0) PDF 408.50 K (4740) 评论 (0) 收藏

      摘要:线性调频–伪码卷积性复合信号是一种新型低截获概率信号,在雷达与微小探测器中具有广泛应用,侦察其参数具有重要意义。文章推导了高斯环境下复合信号的修正克拉美-罗下限(MCRLB),估计参数向量由幅度、载频、调制斜率和码宽组成,多余参数为码与初相。结论表明,MCRLB与多余参数无关,且在估计参数向量确定的条件下,对数形式表示的MCRLB与信噪比成线性关系。

    • 基于FPGA的Turbo码译码器的设计

      2010, 8(2):201-206.

      摘要 (5622) HTML (0) PDF 353.66 K (4562) 评论 (0) 收藏

      摘要:介绍了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的Turbo码译码器的完整的设计方案和设计结果,采用Max-Log-MAP译码算法,用Verilog语言编程,提出了正序运算和逆序运算同时进行,以及采用数组型存储器存储中间运算结果的方案,使译码速度得到提高。文中给出了Turbo码译码原理、Max-Log-MAP算法分析、基于FPGA的设计方案及实现框图、算法时序图及速度分析、仿真波形图及性能分析,结果表明,该方案正确可行,译码/纠错正确无误,且译码速度快。

    • 独立分量分析可调速率相对梯度算法

      2010, 8(2):207-210.

      摘要 (6131) HTML (0) PDF 353.50 K (3657) 评论 (0) 收藏

      摘要:在独立分量分析的相对梯度算法中,要取得较好的效果,选取合适的学习速率是至关重要的。对于这个问题,文章提出了一种可调速率的相对梯度算法,随着迭代次数的变化,使相对梯度算法的学习速率作相应变化,从而较好地解决了收敛速度与稳定性的矛盾。在此基础上,将这个方法应用于盲信号分离并进行仿真,得到了满意的结果。可调速率相对梯度算法在独立分量分析中具有较好的前景。

    • 基于CORDIC算法的双曲正余弦函数FPGA实现

      2010, 8(2):211-214.

      摘要 (13257) HTML (0) PDF 576.88 K (11175) 评论 (0) 收藏

      摘要:作为一种快速精确进行超越函数运算的方法,坐标旋转数字计算(CORDIC)算法在现代工程实践中获得了广泛应用。本文简要介绍了该算法的基本原理,给出了具体的计算方法,并以双曲正余弦函数的求取为例,给出了CORDIC算法在FPGA中的实现方法,在集成综合环境(ISE)平台上进行了仿真。结果表明,由于采用了流水线结构,算法精度较高,实时性较好。另外,通过Matlab相应的算法进行了仿真,得出迭代次数和计算误差之间的关系曲线,有助于实际应用中选择迭代次数。

    • 电压瞬变对高压固态开关的影响

      2010, 8(2):215-218.

      摘要 (6749) HTML (0) PDF 352.49 K (4329) 评论 (0) 收藏

      摘要:对于高压放电回路,高压开关是一个关键器件。高压放电回路中高压固态开关上电压可能出现瞬变,这种瞬变会引起高压固态开关的误触发或者击穿。开关的工作异常将导致整个放电回路的失效。本文从原理上分析了这种失效产生的原因,并且进行了电路仿真,通过仿真分析提出了如何去避免这种失效的发生,给出了相应的防护措施,最后通过实验验证了保护措施的有效性。

    • 基于EPICS的自由电子激光THz源控制系统

      2010, 8(2):219-222.

      摘要 (4989) HTML (0) PDF 259.66 K (4440) 评论 (0) 收藏

      摘要:介绍了自由电子激光THz源控制系统的组成和结构,对实验物理和工业控制系统(EPICS)在注入器控制系统、磁压缩控制系统和消色散传输控制系统中的应用进行了研究,详细分析了控制系统硬件结构及软件实现。对ASYN和StreamDevice软件包开发串口设备和GPIB设备支持模块进行了研究,并将其应用于串口和带GPIB接口的设备中,实现了注入器系统、磁压缩系统和消色散传输系统的EPICS控制。EPICS的成功应用为自由电子激光THz源控制系统的升级和整合做好了前期准备工作。

    • 基于OMAP-L137的电能质量监测仪的研制

      2010, 8(2):223-226.

      摘要 (9832) HTML (0) PDF 562.03 K (5455) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了基于OMAP-L137的电能质量监测仪的设计方案。在此基础上,介绍了本仪器的软、硬件结构及算法。针对谐波检测中的动态扰动的存在,采用了一种加窗插值修正算法来提高测量准确度;同时通过Delphi编程工具,设计了良好的人机交互界面,并通过实验验证了系统的可靠性与实用性。

    • 基于SOPC的远程多通道数据采集系统设计

      2010, 8(2):227-230.

      摘要 (5516) HTML (0) PDF 442.96 K (4163) 评论 (0) 收藏

      摘要:讨论一个低成本、便携式、远程多通道数据采集系统的设计,分别介绍了系统结构、软硬件设计、Nios II系统模块结构等。数据采集系统主要由信号采集模块、数据处理模块和数据传输模块构成。信号采集模块包含温度、湿度、气压、雨量、风向、风速6个气象数据采集模块、全球定位系统(GPS)模块和电荷耦合器件(CCD)模块;数据处理模块中采用ALTERA公司的EP3C25F324现场可编程门阵列(FPGA)芯片,具有片上可编程系统(SOPC)集成度高、灵活性强的特点;数据传输模块采用通用无线分组业务(GPRS)和有线RS2

    • PROFINET CBA组件的应用实现

      2010, 8(2):231-234.

      摘要 (5043) HTML (0) PDF 235.34 K (4606) 评论 (0) 收藏

      摘要:PROFINET是基于工业以太网的开放标准,PROFINET基于组件的自动化(CBA)技术通过采用标准自动化组件实现了分布式自动化系统简单高效的互联。本文研究了PROFINET CBA的通信原理、模型,基于PI组织的PROFINET CBA Runtime Source代码开发了PROFINET CBA自动化组件,实现了PROFINET CBA组件之间的实时通信,对于构建基于PROFINET CBA的分布式通信系统具有一定的工程意义。

    • 一种数字存储示波器显示电路的设计与应用

      2010, 8(2):235-239.

      摘要 (5088) HTML (0) PDF 414.09 K (4737) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了满足高性能数字存储示波器波形显示的稳定性,介绍了以双口RAM IDT-70T3539M和EP1C4F324C8为主要器件搭建的数字存储示波器显示控制电路方案,详细讨论了 FPGA 内部各功能模块和液晶显示相关驱动程序的编写。与原显示方案相比,此方案更能满足示波器波形显示的各项性能指标要求。该显示方案实现了波形更新率为每秒2 000波形,支持分辨率为640×480和18 bit色的TFTLCD,并可实现多种显示方式。

    • 基于Conrad-433/868的FIRA足球机器人无线通信系统

      2010, 8(2):240-243.

      摘要 (4534) HTML (0) PDF 381.53 K (3902) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了满足机器人足球比赛对无线通信系统快速性和准确性的要求,以德国Conrad-433/868无线收发模块为核心,构建足球机器人无线通信硬件系统的发射/接收电路。该系统具有体积小、集成度高、无调整元件、通信速率高、抑制杂波干扰能力强、易于构建、成本低廉的优点,其性能已被实验和比赛验证。

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