多分量混合信号的直接波形数据合成方法研究

发布时间：2017-04-05 02:05

  本文关键词：多分量混合信号的直接波形数据合成方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：大多数实验中,只需要有一种激励。但是在实际应用中,还会遇到另外一种情况,激励信号是由多个独立的信号合成形成的,比如说水声干扰信号。如果用普通的函数发生器,就需要有多个信号源来叠加,体积大,操作不便,同步不易。如果用任意波发生器来实现,参数变更不易。若用脉冲变化的方式,频带低,暂态时间长,容易失真。由此,本文研究了一种多分量混合信号的直接波形数据合成方法,研究了该方法的可行性,技术关键,电路实现方法。现在的正弦发生技术可以采用DDS技术,需占用存储器,锁存器,乘法器等资源。近年来FPGA的性能在飞速的发展,有大量逻辑资源,因此用单片FPGA实现多分量混合信号合成是电路上可行的。为了使产生的多分量混合信号失真产生尽可能低,我们就需要研究对分量之间的幅度进行从大到小的排序和优化。根据数字电路特点及分量占用硬件资源的情况定义了正弦,脉冲,三角三种基本分量类型。对分量信号有效位数和截断误差的关系进行分析,并在此基础上提出了整体的电路实现框图。本文以CYCLONE III系列器件为例,用原理图方式设计了一个28正弦,2脉冲,2三角的混合信号的直接数据合成的电路,并编译通过。可以发现正弦波分量受FPGA的RAM严格限制,但三角,脉冲波的分量数可以大大的扩展。本文主要对实现方法进行理论研究,该方法只适用于中低频率的多分量混合信号的合成,其参数变更方便,实现硬件成本低。
【关键词】：多分量信号合成 分量扩展 优化算法 FPGA
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN911.7
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 课题研究的背景及意义10-11
• 1.2 多分量混合信号合成技术的国内外现状11-14
• 1.3 本课题的主要研究内容14-15
• 第2章 混合信号发生方法分析15-27
• 2.1 多分量混合信号的数学表达15-19
• 2.2 单函数发生器19-20
• 2.3 多函数发生器叠加合成20-22
• 2.4 任意波发生器输出22-23
• 2.5 脉冲变换合成23-24
• 2.6 直接波形数据合成方法24-25
• 2.7 系统方案确立25-26
• 2.8 本章小结26-27
• 第3章 直接数据合成的分量参数优化27-40
• 3.1 分量参数优化及排序27-30
• 3.2 DAC数据截断误差的优化30-32
• 3.2.1 位数增量与分量数关系30-31
• 3.2.2 分量合成优化算法31-32
• 3.3 3分量信号合成32-33
• 3.4 分量三角波合成33-34
• 3.5 8分量信号合成34-36
• 3.6 取舍分量误差分析36-39
• 3.7 本章小结39-40
• 第4章 直接数据合成的实现与仿真40-63
• 4.1 信号源基本原理40-43
• 4.2 波形数据合成拓扑结构43-46
• 4.2.1 正弦波拓扑结构44
• 4.2.2 脉冲波数据实现44-45
• 4.2.3 上斜、下斜、三角波实现45-46
• 4.3 FPGA硬件资源限定46-49
• 4.4 电路仿真设计49-56
• 4.4.1 顶层模块设计50-52
• 4.4.2 多分量合成逻辑电路52-54
• 4.4.3 底层分量电路设计54-56
• 4.4.4 编译结果说明56
• 4.5 电路结果分析56-62
• 4.5.1 电路结构及参数约定57
• 4.5.2 混合信号参数约定57-58
• 4.5.3 电路参数计算58-60
• 4.5.4 波形数据验证60-62
• 4.6 本章小结62-63
• 结论63-64
• 参考文献64-68
• 攻读硕士期间成果68-69
• 致谢69

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 胡礼扬;王军;;Δ-Σ频率合成器带外量化噪声抑制技术[J];西南科技大学学报;2014年04期

2 张理兵;奚基相;陈付毅;;信号波形合成实验电路设计[J];电子世界;2014年12期

3 江先军;;一种通用声呐信号源的设计[J];现代电子技术;2014年11期

4 董建晶;张晓青;;基于FPGA与AD9854的宽带扫频信号源设计[J];国外电子测量技术;2013年11期

5 杨杰;杨光;蒋国琼;宋烨曦;;基于DDS激励PLL宽带低杂散频率合成器[J];太赫兹科学与电子信息学报;2013年05期

6 王傲;易伯年;;信号波形合成分解的设计与实现[J];电气自动化;2013年03期

7 郝连秀;王浩轩;张亮;;基于Matlab/Simulink的频率合成器模型设计[J];计算机与现代化;2013年05期

8 Babak Noroozi;George A.Sorial;;Applicable models for multi-component adsorption of dyes:A review[J];Journal of Environmental Sciences;2013年03期

9 王波;;信号波形合成实验电路的设计与制作[J];中小企业管理与科技(上旬刊);2013年02期

10 彭宇;姜红兰;杨智明;乔立岩;刘旺;;基于DSP和FPGA的通用数字信号处理系统设计[J];国外电子测量技术;2013年01期

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本文编号：286269