2010年第01期-《电子技术应用》杂志

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2010年第01期

刊出日期：2010-01-06

邮发代号： ISSN 0258-7998

CN11-2305/TN

邮发代号：2-889

下一期

嵌入式技术

基于FPGA的1553B通信模块的设计

作者：张晴晖1，李俊萩1，段芙蓉2，徐安排1，张宏翔1

作者单位：1.西南林学院计算机科学系，云南昆明650224；2.成都纵横测控技术有限公司，四川成都610

摘要：提出一种将FPGA与PowerPC芯片结合，实现MIL-STD-1553B通信模块的技术方案。详细讨论了该系统的结构、1553B总线协议在FPGA上的实现以及系统的软件结构等关键技术。该系统方案与采用专用的协议芯片实现1553总线接口的方法相比，具有更灵活、成本更低、可移植性好等特点。

关键词：
FPGA

PowerPC

MIL-STD-1553B

1553B总线

CPU

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智能标识卡在井矿人员定位系统中的应用

作者：黄绪勇，李国义，郑月坡，石红艳

作者单位：辽宁工业大学电子与信息工程学院，辽宁锦州121001

摘要：针对目前矿井下通信系统功能不完善、技术与实现复杂的现状，设计了一种基于多功能智能标识卡的井下人员定位系统。给出了设计方案和设备选型；设计了系统功能，包括数据采集与预警、人员定位跟踪、灾后救援功能、综合信息管理等。

关键词：
RFIDNFC

智能标识卡

井下人员定位系统

数据采集

灾后救援

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基于DM642的桥梁缆索表面缺陷图像采集及传输系统设计

作者：周忆，王生治，张军伟

作者单位：重庆大学机械工程学院，重庆 400030

摘要：针对目前国内桥梁缆索表面缺陷检测的不足，提出一种基于DM642的缆索表面缺陷图像采集及传输系统。介绍了该系统的硬件平台以及软件设计。系统的硬件平台主要由3路视频解码芯片SAA7113、可编程逻辑器件（CPLD）、物理层收发器LXT971A以及信号处理器DM642等组成；软件设计主要介绍了系统功能实现流程、图像压缩算法设计等。

关键词：
CPLD

图像采集

信号处理器

SAA7113H

LXT971A

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基于FPGA的QAM调制器系统实现

作者：沈志，王宏远，陈少明，黄铭

作者单位：华中科技大学电子与信息工程系，湖北武汉430074

摘要：提出了一种改进型直接上变频数字电视QAM调制器方案。系统基于FPGA和高速正交调制数模转换芯片。给出了系统硬件设计方案及内部逻辑模块设计方法，讨论了系统实现中的设计难点。实际测试表明该系统达到了预期设计目标。

关键词：
FPGA

QAM调制器

正交调制

AD9957

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仿生眼视觉图像处理系统

作者：郑丽丽，谢少荣，罗均，山峰

作者单位：上海大学机电工程与自动化学院，上海200072

摘要：为研制仿生眼球，构建了一个嵌入式的基于仿生控制的视觉图像处理系统。根据仿生眼对视觉系统的要求，设计了一个以TMS320DM642 DSP为核心，以TVP5150、SAA7121H为编解码模块的视觉图像处理系统；实现了仿生眼视觉识别的一系列软件开发，包括实时图像采集、视频图像处理、视频输出及目标位置参数传递等功能；在CCS2.2的环境下，对视觉识别算法进行了探索，用经典的Prewitt算法以及改进的Prewitt算法对系统进行实验测试。

关键词：
DSP

CCD传感器

视觉图像处理

仿生眼

Prewitt边缘检测算法

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改进的裂变自举粒子滤波算法在GPS导航系统中的应用

作者：薄超，朱志宇

作者单位：江苏科技大学电子信息学院，江苏镇江 212003

摘要：为了提高全球定位系统GPS的定位精度和可靠性，提出了一种基于裂变自举粒子滤波FBPF的GPS定位系统算法。根据GPS输出的参数之间的相互联系建立了系统的状态方程，并应用于对GPS接收数据进行滤波处理的改进FBPF算法中。GPS导航系统中采用DSP对GPS接收机的输出信号进行译码和滤波处理。

关键词：
全球定位系统

数字信号处理器

TMS320C5509A

裂变自举粒子滤波

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集成电路应用

S波段全相参捷变频雷达收发中频部件设计

作者：付钱华1，刘镰斧1，彭晓2，杨远望1

作者单位：1.电子科技大学通信与信息工程学院，四川成都610054；2.成都亚光电子微波毫米波研究所，四川成都610054

摘要：提出了一种由直接数字频率合成、倍频链和锁相环构成的二次变频方案，实现了宽带捷变频多普勒雷达收发中频部件系统设计。综合考虑频率合成器和雷达收发射频前端电路的设计要求，在保证频谱纯度的条件下，利用锁相环产生捷变频宽带本振，较好地将中心频率为50 MHz的低频窄带线性扫频脉冲调制信号变频到具有500 MHz带宽的S波段。给出了采用该方案的实验结果。

关键词：
直接数字频率合成

线性调频

二次变频

频谱纯度

AD9958

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平衡功率放大器的设计与实现

作者：南敬昌1，梁立明1，刘元安2

作者单位：1.辽宁工程技术大学电子与信息工程学院，辽宁葫芦岛125105；2.北京邮电大学电信学院，北京100876

摘要：设计了一个工作频段为902 MHz～928 MHz、输出功率为32 dBm、应用于读卡器系统的末级功率放大器。为了在工作频段内实现平坦的功率增益并获得良好的输入、输出驻波比，本功率放大器采用平衡放大技术设计。仿真优化和实际测试表明，在整个工作频段内放大器的增益平坦度小于±0.5 dB，输入、输出驻波比小于1.5，完全满足设计指标要求。

关键词：
放大器

RFID

平衡放大器

agilent

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基于MLA改进算法的STN LCD驱动控制芯片显示电路的设计

作者：江小舟，邓婉玲，黎永健，余建波，黄君凯

作者单位：暨南大学电子工程系，广东广州510632

摘要：提出一种改进的MLA驱动算法，并基于该算法完成了STN LCD驱动控制芯片显示电路的设计，包括MLA矩阵控制电路、行时序电路和极性反转电路。对设计结果进行了综合及功耗分析,结果表明，采用改进算法设计的显示电路模块的面积和功耗得到有效优化。

关键词：
MLA算法

STNLCD

显示电路

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基于扩展收敛域CORDIC算法的FM信号数字化解调实现

作者：何晓华1，谢建精2，郭洪志３，李式巨３

作者单位：1.浙江传媒学院电子信息学院，浙江杭州310018；2.杭州电子科技大学电子信息学院，浙江杭州310018；3.浙江大学信息与通信工程研究所，浙江杭州310027

摘要：提出一种新的FM信号数字化解调实现方案。该方案在研究CORDIC算法原理和结构的基础上对其收敛域范围进行了扩展，能解调调制指数较大的宽带调频信号，适合在软件无线电中的应用。扩展收敛域CORDIC算法模块免去了传统的CORDIC算法中的预处理和后处理过程，降低了计算的复杂度和系统的硬件资源消耗。通过Matlab系统仿真和Modelsim硬件描述语言仿真，在SNR≥0 dB和载波频偏?驻fc≤100 ppm[1]的情况下，均具有较好的解调效果。

关键词：
软件无线电

CORDIC算法

扩展收敛域

FM解调

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基于改进型Q矩阵LDPC编码的硬件实现

作者：诸叶，张福洪，方洪灿

作者单位：杭州电子科技大学通信工程学院，浙江杭州 310018

摘要：在DVB-S2中使用LDPC码，设计了一种准规则Q矩阵LDPC码编码器。其编码复杂度与信息位的长度成正比，有效降低了编码复杂度和设计难度。根据具体实现要求，在QuartusII平台上用FPGA实现了可变码率及码长的编码器。结果证明其硬件资源占用很少，实现比较简单。

关键词：
LDPC码

编码器

Q矩阵

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基于生物特征识别的自动勤务系统设计

作者：李翔宇，吴斌，时丙才，李垚，高明伦

作者单位：中国科学技术大学微电子研究室，安徽合肥230026

摘要：提出一种基于生物指纹特征提取的小型企事业单位勤务系统。介绍了该系统各模块引入的相关算法。将这些算法的原理应用到系统设计中，设计出系统各模块的电路结构，并在FPGA芯片上进行了仿真，验证了该系统的可行性。最后提出了该系统的改进方案。

关键词：
FPGA仿真

自动指纹识别系统

生物特征识别

勤务

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测控技术与仪器仪表

风力发电机实验测试系统的设计与实现

作者：赵巧红，曾照福

作者单位：湖南科技大学信息与电气工程学院, 湖南湘潭 411201

摘要：设计了一种可同时测试多个参数，功能综合的风力发电机测试系统。分析了两种A/D芯片与DSP的连接电路，在系统前端对待测的高电压与高电流进行信号调理，实现A/D芯片与DSP芯片之间并行的连接方式。利用DSP定时器中断来触发A/D芯片进行数据采集，同时利用CPLD控制A/D芯片同步采样。采用内部软件滤波，要求滤除干扰的奇次谐波，实验结果证明滤波效果明显。

关键词：
DSP

信号调理

AD转换器

TMS320C5416

TI

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基于DSP与FPGA的跟踪伺服运动控制器设计

作者：代根学1,2 , 刘朝晖1, 刘军1

作者单位：1.中国科学院西安光学精密机械研究所光电测控室, 陕西西安 710119；2.中国科学院研究生院北京 100039

摘要：在分析光电跟踪伺服系统特点的基础上，以TI公司DSP芯片TMS320F2812作为主控制芯片，采用FPGA进行逻辑时序控制，设计了基于DSP和FPGA的多轴伺服运动控制器。给出了该控制器的功能和硬件结构以及软件流程设计。实验结果表明，该控制器具有高集成度、灵活性、实时性、模块化的特点，完全满足了在复杂环境下对伺服系统控制的要求。

关键词：
DSP

伺服控制

FPGA

闭环控制

CycloneII

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基于USB接口的数据采集系统设计

作者：王宝珠，杨永，林永峰，常秀颖

作者单位：河北工业大学信息工程学院, 天津 300401

摘要：设计了基于USB2.0接口的数据采集系统。系统硬件主要由信号调理电路、USB2.0芯片CY7C68013及A/D转换器MAX125组成。软件部分主要包括固件设计、驱动程序设计和应用程序设计三部分。

关键词：
数据转换

数据采集

USB接口

USB2.0

AD转换器

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基于TDC的微小电容测量电路的设计

作者：刘浪１，马铁华２，李新娥１

作者单位：１.中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室，山西太原 030051；２. 清华大学精密仪器与机械学系，北京 100084

摘要：提出一种基于TDC（时间数字转换）的微小电容测量电路的设计方案。该电路具有功耗低、体积小、抗干扰性强、分辨力高、刷新率高的特点。详细阐述了测量电路的基本原理、具体实现、参数配置、标定和抗干扰设计，并且通过测量0 pF~3 pF范围的固定电容和动态电容验证了电路的性能。试验表明电路在10 Hz刷新频率下分辨力为6 aF；电路在13 kHz刷新频率下分辨力为610 aF；ENOB（有效精度位）最高可达22位。

关键词：
TDC

微小电容

抗干扰

标定

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便携式时域反射仪硬件系统设计

作者：沈绍祥1,2, 冯炜1,2, 纪奕才1, 方广有1

作者单位：1.中国科学院电子学研究所, 北京100190; 2.中国科学院研究生院, 北京100190

摘要：介绍了用于土壤参数测量的时域反射仪硬件系统的设计与实现方案，并研制出样机TDR-I。该样机使用DSP做主控板，利用阶跃恢复二极管(SRD)产生140 ps上升沿的快沿发射脉冲，采用快慢斜波比较法获得等效采样步进精度为8.7 ps的取样脉冲。经过实验数据获取验证，该系统测量效果良好。

关键词：
时域反射仪

等效采样

步进脉冲

采样门

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有源电力滤波器控制器

作者：孙佐1，王念春2

作者单位：1. 池州学院，安徽池州247000； 2. 东南大学电气工程学院，江苏南京210096

摘要：有源电力滤波器(APF)控制器是APF的关键部分，决定了APF的性能指标和补偿效果。提出一种新的多环控制策略和控制器结构，控制器由4个控制环组成,分别实现谐波抑制和无功补偿控制、抑制电网与有源滤波器高频振荡、有源滤波器的直流母线电压控制。设计了一种基于数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)和复杂可编程逻辑器件(CPLD)芯片的全数字控制器,详细阐述了控制器的硬件电路及软件设计。实验结果表明，该装置滤波和无功补偿效果较好,而且这种控制器的实时性和精度比较高。

关键词：
电压跟踪控制

FPGADSP桥接器

全数字有源电力滤波控制器

多环控制

无功补偿

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通信与网络

OFDM系统峰均比改善及系统实现

作者：崔苗1,2，尹俊勋1，杨于村1，黄世友3

作者单位：1. 华南理工大学电子与信息学院，广东广州510640；2. 广东工业大学信息工程学院，广东广州 510006；3. 中国电子科技集团第七研究所，广东广州510310

摘要： OFDM系统高峰均比是其在实际应用中的一个瓶颈。依据实际系统中算法复杂度和实现可行性要求，使用预畸变类技术降低系统峰均比，降低了算法复杂度，提高了可实施性，同时获得可靠的系统误码率性能。仿真结果表明, 该方法能有效降低任意子载波数据的OFDM信号的PAPR，而且与其他方法相比应用更为简单。

关键词：
无线网络

OFDM系统

峰均功率比

互补累积分布函数

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基于L2触发的异构网络切换研究

作者：张西腾，蒋青，唐伦，陈前斌

作者单位：重庆邮电大学移动通信技术重点实验室, 重庆400065

摘要： IETF提议的MIPv6协议能够实现异构网络切换，但切换时延和丢包率较大，其扩展协议FMIPv6为此提出L2触发的概念，却未定义L2触发的具体时间。因此，结合IEEE 802.21媒体独立切换（MIH）协议提出一种基于L2触发的异构网络切换方案，通过NS-2仿真验证了L2触发的切换方案能有效减少切换时延和丢包，并评价了不同速度、不同预测系数对切换期间的中断概率、丢包率和网络使用率的影响。

关键词：
无线网络

垂直切换

L2触发

MIH

异构网络

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基于蚁群算法的可信网络路由

作者：马军煜，成旭华，叶学义

作者单位：杭州电子科技大学通信工程学院，浙江杭州 310018

摘要：针对不同的网络实际条件，提出一种基于蚁群算法的可信网络路由算法，以寻找网络中任意2个节点间的最优路由。在将链路带宽使用情况作为影响路由重组结果可信度的因素时，同时考虑了路由中节点间链路上的耗费和延时这两个因素，实现了可信的网络路由重组。仿真结果显示，该方法在较快地找到较低耗费和延时路由的同时，能够有效地提高路由重组结果的可信度。

关键词：
蚁群算法

可信计算

路由

重组

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高效率线性功率放大器设计

作者：赵明洪, 王敏锡, 陈凯亚, 商勇

作者单位：西南交通大学电磁所, 四川成都 610031

摘要： 3G信号的高峰均比和快速的包络变化为基站功率放大器的设计提出了新的挑战。结合Doherty技术与基带多项式预失真技术, 设计了一款高效率线性功率放大器。仿真分析得到，放大器在输出为P1dB到回退6 dB的范围内，效率超过38.4% 。使用码率为3.686 4 Mcps的CDMA2000信号源测试，在输入功率为38.5 dBm时，其输出信号的ACPR达到-45 dBc。本设计在线性放大的条件下实现了从P1 dB处回退6 dB范围的高效率放大器。

关键词：
Doherty功率放大器

效率

线性度

预失真

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基于改进加权航迹关联的异步融合算法与仿真

作者：董金良, 王荫槐, 王峰

作者单位：南京电子技术研究所, 江苏南京 210013

摘要：在分布式多传感器信息融合系统中，来自各传感器的局部航迹往往是不同步的。针对分布式多传感器异步航迹关联与融合问题，文中提出一种基于改进加权航迹关联的异步航迹顺序融合算法。把多传感器异步航迹外推校准到同一时刻，实现异步航迹的同步化，再用改进的加权航迹关联算法进行航迹关联，并利用顺序融合算法对已关联航迹进行融合。仿真结果表明了该算法的有效性。

关键词：
多传感器

异步航迹

航迹关联

航迹融合

查看(6516)

MIMO系统中低复杂度的MCMC迭代检测算法

作者：肖珂，苏明超，郭书军，王一丁

作者单位：北方工业大学信息工程学院，北京 100144

摘要：针对多输入多输出（MIMO）系统中现行的马尔科夫链蒙特卡洛（MCMC）检测算法复杂度较高的问题，提出了一种SIC-MMSE算法辅助的MCMC检测算法，信号的预估计值和软信息均作为软输入软输出(SISO)检测器的输入，提高了吉布斯采样值的可信度，进而减少采样点数。仿真结果表明，同样的信噪比情况下，达到相同误码率时，与传统MCMC算法相比，改进MCMC算法的复杂度明显降低。

关键词：
马尔科夫链蒙特卡洛算法

最小均方误差软干扰消除算法

多输入输出系统

吉布斯采样

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计算机技术与应用

应用LPC2131开发PLC调速器测频单元

作者：张江滨，刘兴福

作者单位：西安理工大学水利水电学院，陕西西安710048

摘要：针对PLC调速器频率测量部分存在的不足，开发出一种基于LPC2131微控制器的频率测量单元。利用其捕获功能模块对整形后频率信号捕获、计算得到信号周期计数值，再将该周期计数值通过UART通信口发送至PLC，在PLC中完成信号频率值计算。测试结果表明，由于采用信号上升沿及下降沿同时捕获以及高速串行通信，不但提高了频率信号的响应速度，而且很好地解决了并行通信存在的数据传输不同步的问题。

关键词：
微处理器微控制器

PLC调速器

测频单元

串行通信

ARM7TDMI-S

查看(6154)

双焊枪自动焊接机数控系统设计

作者：孙星，弋景刚，刑雅周

作者单位：河北农业大学机电工程学院，河北保定071001

摘要：针对散热器多T型管相贯线的连续焊接问题，提出了一种基于PC机和6K运动控制器的双焊枪自动焊接机数控系统。采用“PC+多轴控制器”的上下位机控制结构，上位机采用Visual Basic编制控制程序，实现系统的管理、控制功能。下位机采用6K4控制器独有的6000运动语言开发底层的伺服驱动程序，并可由上位机通过以太网接口调用。整个系统能够完成各轴状态实时显示、故障自动诊断、焊接路径规划、焊接参数调节等任务。

关键词：
自动控制系统DCSFCS

T型管焊接

6K4控制器

数控系统

PC

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基于FPGA的CompactPCI Express通信接口模块设计研究与实现

作者：王学宝，朱勇，郑波祥

作者单位：江苏自动化研究所, 江苏连云港 222006

摘要：通信接口模块用于扩展CompactPCI Express总线工业控制计算机系统的通信接口。模块采用FPGA固核实现PCI Express接口，并且在FPGA内部实现各种总线接口的IP核，使电路设计高度集成化。在电路设计过程中通过仿真保证了高速串行电路的信号完整性。模块已经投入使用，在应用过程中性能稳定

关键词：
FPGA

CompactPCIExpress

IP核

通讯

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精馏过程提馏段温度的前馈和免疫PID-P串级控制研究

作者：周国雄1，吴舒辞1，周健2，晏密英3，蒋辉平4

作者单位：1. 中南林业科技大学电子与信息工程学院，湖南长沙410004；2. 中南林业科技大学机电学院, 湖南长沙410004；3. 中南大学信息科学与工程学院，湖南长沙410083；4. 湖南科技学院电子工程与物理系，湖南永州425006

摘要：借鉴生物免疫反馈响应过程的调节规律，针对精馏过程内部机理复杂、参数动态变化的特点，提出一种前馈补偿和免疫PID-P串级控制方法。内环采用P控制器以快速消除再沸器蒸汽压力不稳定波动，外环采用免疫PID控制器以保证提馏段温度稳定在给定值，同时前馈控制器用于克服外界不可控干扰。结果表明，该控制策略优于常规控制，具有较强的鲁棒性和抗干扰能力。