基于FPGA的电力系统谐波检测研究

介绍了FPGA的特点,阐述了电力系统谐波的相关概念和产生原理,分析了电力系统谐波的危害。在谐波检测中,由于FFT运算量大,对精度和速度要求很大,探讨了应用FPGA实现FFT信号处理的方法。     

基于FPGA的音频信号分析仪

本系统基于FPGA为控制核心,DSP为运算核心,以放大器和模数转换器（A／D）作为信号的输入级,实现输入音频信号频率的分析,可以测量正弦信号的失真度,并将信号总功率、频率分量的频率值和功率值等信息实时在液晶显示屏上显示。     

基于FPGA的数字幅频均衡器的设计

本系统利用FFT快速傅里叶变换技术,完成20Hz～20kHz信号从时域到频域的变换.系统采用FPGA＋MSP430单片机的双核协同工作方式;其中,FPGA作为核心处理器完成FFT快速傅里叶变换,包括各个频点的峰值取样及幅频均衡和处理后的信号重建;而超低功耗单片机MSP430作为协处理器提供友好的人机显示界面,两个处理器能够相互结合工作,各发挥其优点,因此较出色地完成了数字幅频均衡功能.经调试并实测,效果良好.     

基于FPGA的可重构无线传感器网络节点设计

提出了一种简单的基于现场可编程门阵列(FPGA)模块来实现可重构无线传感器网络节点的方案.与传统方案相比,新方案较为精简,价格低廉,不再需要微控制器,大大减小了节点软硬件复杂度,可实现无线传感器网络节点的快速可重构设计.通过将自适应功率控制和低功耗媒体接入控制机制引入FPGA核,重构的节点大大地降低了功率消耗,充分表明提出的可重构设计方案是有效可行的.     

基于ARM+FPGA的电能质量分析仪设计

对电网电能质量的准确测量和合理分析是对电网进行治理和补偿的基础,也是解决电能质量问题的关键。设计一种基于FFT算法的电能质量分析仪,以ARM+FPGA为核心的硬件平台,采用软、硬件协同设计,使系统便于调试与修改。该系统体积小、功耗低。通过对某低压逆变系统输出电压波形与谐波测量,结果表明,该系统能快速、高精度、高可靠性地检测和分析电能质量。     

基于OFDM技术FFT的FPGA研究

本文对快速傅立叶变换,基本运算单元,蝶形运算的位数,8k点FFT实现,FFT模块实现IFFT等几方面阐述了基于OFDM技术的FFT的设计思路,给出了FFT实现的总体框架,并对存储器的控制,运算模块,FFT的地址,旋转因子,数据的锁存进行了硬件的设计,通过Matlab工具箱中的FFT函数进行了仿真.     

巨型框架节点的非线性有限元分析

建立了钢筋混凝土巨型框架节点的非线性有限元分析模型.根据节点的特点,采用整体式钢筋混凝土有限元模式.混凝土本构关系采用增量式Darwin-Pecknold模型,受拉和受压均考虑下降段,完善了双向受力下混凝土强度和峰值应变的计算公式;钢筋的本构关系考虑了混凝土加劲效应和混凝土开裂后钢筋的变形特点;采用分布式裂缝模型;采用增量法和切线刚度迭代法混合策略求解非线性方程组.对3个巨型框架节点试件进行了计算分析,计算挠度曲线和钢筋应变曲线与试验曲线吻合很好,计算的变形模式同试件破坏形态一致.非线性有限元分析从理论上进一步揭示了巨型框架节点的受力性能及其影响因素.     

基于FPGA的块浮点FFT的实现

在分析基-2 FFT算法的基础上,提出一种用FPGA实现FFT的方法.用块浮点机制,动态扩大数据范围,在速度和精度间得到折衷;模块化设计,易于实现更多点数的FFT运算.采用Verilog语言编程实现,在Quartus II和Modelsim平台下进行逻辑综合和时序仿真,时序分析结果与Matlab计算结果相比较验证了程序的正确性.     

基于FPGA的高速FFT处理器的设计与实现

针对高速实时信号处理的要求,提出了4096点快速傅立叶变换（FFT）处理器在现场可编程门阵列（FPGA）中的设计与实现方法。该方法采用了按频率抽取（DIF）基4算法和6级流水线结构,每级均采用FIFO存储器实现延迟功能,和四路转接器一起共同完成序列的码位抽取。为了避免数据溢出,采用块浮点结构来表示数据,节省了器件资源。实验结果表明,该方法在保证运算精度和实现复杂度的同时,提高了处理器的数据时钟频率和处理速度。     

型钢混凝土桁架节点的非线性数值模拟

利用有限元分析软件ANSYS对某工程的大跨度型钢混凝土桁架转换层节点进行了实体非线性数值模拟,得到了按整体模型逐层顺序分析所得节点处各构件内力作用下型钢混凝土节点的应力分布和变形性能。施工阶段对节点的监控结果表明,现场实测结果与非线性条件下数值模拟分析结果吻合较好,可为此类构件的节点设计及其性能分析提供理论参考。     

基于FPGA的4K点基-16 FFT电路的设计

介绍了一种基于FPGA的4096点基-16FFT算法的实现方法。用Verilog语言完成系统设计描述,经过编译、综合和下载,给出了仿真测试的结果。本文采用块浮点和循环存储结构,避免了溢出和节省了大量的硬件资源。实验结果表明,该方法在保证了运算精度和实现复杂度的同时,使运算速度相对于基-4算法提高了一倍。     

基于FPGA的PSK解调器实现

自适应调制系统要求其解调器能够对多种调制方式进行解调.通过研究发现,采用合理电路结构与算法,可使基于FPGA(field-programmable gate array)的PSK(phase shift keying)数字解调器在仅改变部分电路结构的情况下,对多种PSK调制方式进行解调.对一些现有解调技术进行探讨,并利...     

用FPGA实现FFT的研究

目的 针对高速数字信号处理的要求,给出了用现场可编程门阵列（ＦＰＧＡ）实现的快速傅里叶变换（ＦＦＴ）方案。方法 算法为按时间抽取的基４算法,采用递归结构的块浮点运算方案,蝶算过程只扩展两个符号位以适应雷达信号处理的特点,乘法器由阵列乘法器实现。     

基于FPGA的高速加密芯片的设计与实现

以非线性组合函数和线性反馈移位寄存器(LFSR:Linear Feedback Shift Registers)为基础,利用可编程逻辑门阵列(FPGA:Field-Programmable Gate Array)设计了一个高速加密芯片.该芯片既能满足密码学领域对密钥序列的高质量要求,又能满足保密通信领域高速度要求.介绍了加密芯片的设计理论、设计过程、加密芯片安全性分析和硬件实现,最后对密钥流进行了随机性统计测试.     

A real-time 5/3 lifting wavelet HD-video de-noising system based on FPGA

In accordance with the application requirements of high definition(HD) video surveillance systems,a real-time 5/3 lifting wavelet HD-video de-noising system is proposed with frame rate conversion(FRC) based on a field-programmable gate array(FPGA),which uses a 3-level pipeline paralleled 5/3 lifting wavelet transformation and reconstruction structure,as well as a fast BayesS hrink adaptive threshold filtering module.The proposed system demonstrates de-noising performance,while also balancing system resources and achieving real-time processing.The experiments show that the proposed system's maximum operating frequency(through logic synthesis and layout using Quartus 13.1 software) can reach 178 MHz,based on the Altera Company's Stratix III EP3SE80 series FPGA.The proposed system can also satisfy real-time de-noising requirements of 1920 × 1080 at60 fps HD-video sources,while also significantly improving the peak signal to noise rate of the denoising images.Compared with similar systems,the system has the advantages of high operating frequency,and the ability to support multiple source formats for real-time processing.     

语音信号的谱熵检测在车辆通信中的应用

结合车辆通信中语音信号的特殊性, 利用傅里叶变换和最大离散熵定理, 对含强噪语音的短时频谱进行分析, 构造出一种熵函数来对语音信号进行语音/噪声的判决. 以一段语音信号为例进行仿真, 研究结果表明, 谱熵检测方法计算简单, 谱熵值和隔离度较大, 具有稳健的抗噪特性, 可以应用于车辆通信中语音信号的检测.     

基于FPGA的实时PFFT处理器的高效实现

摘要：
提出了一种在现场可编程门陈列（FPGA）器件上高效计算实时离散傅里叶变换（DFT）的处理器.该处理器采用实时质因子傅里叶变换（PFFT）算法实现,应用级联流水架构来获得实时处理能力;利用基于查找表（LUT）的分布式算法来获得与FPGA器件基本逻辑单元适配的特性;利用质数点DFT的循环卷积特性来显著降低LUT的规模.根据该方法,设计了一个16位、1 105点的实时PFFT处理器,并在Xilinx Virtex5 FPGA平台上进行了实现验证.结果表明,该处理器达到了比现有1 024点快速傅里叶变换（FFT）更少的资源占用和更高的资源利用效率.
关键词：

中图分类号： 文献标志码： A     

基于全相位FFT三谱线校正的电网谐波与间谐波检测算法

电网谐波检测中,传统FFT算法存在的频谱泄露现象影响了检测的精度.为解决这一问题,分析和比较了全相位FFT算法与FFT算法之间的区别,将一种三谱线校正方法推广到精度更高的全相位FFT算法,并由此提出一种全相位FFT三谱线校正算法.该算法利用频谱峰值频点周围三根谱线信息构造频率偏移量修正公式,进而获得全相位FFT幅值和频率校正值,并利用全相位FFT的相位不变性直接获得信号相位.通过与FFT三谱线插值算法、全相位FFT双谱线校正算法和全相位FFT双谱线插值算法对比,结果表明该全相位算法具有更好的谐波和间谐波检测精度,并且抗白噪声能力更强.     

基于FRFT_LFM信道探测的TDCS系统衰落信道抑制技术

利用分数傅里叶变换(FRFT)对线性调频信号(LFM)检测的优势,提出一种基于FRFT_LFM的变换域通信系统(TDCS)衰落信道探测技术;该技术利用FRFT算法对预先发射的LFM信号进行检测,以估计信道的衰落特征,并采用预均衡的方法对TDCS系统基函数幅度谱函数进行预修正,以提高TDCS系统对信道衰落特性的抑制能力.理论分析和仿真结果证明,FRFT_LFM技术可有效探测信道的衰落特性,基于预均衡的TDCS系统的信道衰落特征抑制性能明显提升.     

基于矢量平均的相控阵天线校准方法

提出了一种适合于工程应用的新的相控天线校准算法——矢量平均法,通过一个8单元的线阵验证了该校准方法的正确性,并给出了该校准方法与常规FFT校准方法的实验结果对比情况.结果表明,在大动态下该方法具有更高的校准精度.