基于NCO IP核的正弦波信号发生器的实验教学设计

数字控制振荡器是一种能够生成可调频率的数字信号的电路或算法。通过分析数字控制振荡器的实现原理,采用NCO IP核在Intel FPGA芯片EP4CE6F17C8N上产生正弦波信号。采用Signal Tap Logic Analysis逻辑分析工具对数字电路进行实时调试和分析,实验结果表明设计方案可行。

影响振荡射流分离控制效果的关键因素

为找出影响振荡射流对流场分离控制效果的关键因素,采用典型振荡射流激励器对偏转襟翼流场施加控制,通过数值模拟分析施加控制后的流场特点,总结了射流停滞的原因和影响;并对比不同扩张段、脉冲式和扫掠式振荡射流的控制效果,总结了射流扫掠范围对控制效果的影响。结果表明:射流向流场中传递动量的均匀程度和扫掠范围是影响控制效果的关键因素。射流向流场中传递动量越均匀,扫掠范围越大,则控制效果越好。激励器喉道过小会抑制射流偏转,使射流在出口两侧停滞,导致射流向流场中传递动量不均匀,因此偏转襟翼两侧的控制效果好于中部;增大扩张段会增大射流扫掠范围从而改善控制效果;脉冲式激励器内的尖劈会阻挡射流扫掠至其后方,导致射流扫掠范围小,偏转襟翼中部控制效果差。

并行数字下变频中的NCO实现研究

受数字信号处理器件处理速度的制约,宽带数字中频处理带宽、滤波器性能等重要指标难以提高。硬件实现时FPGA(field programmable gate array)无法提供与采样率相匹配的数据处理速度直接对原始采样数据下变频,将多相结构应用到传统的数字下变频运算中。推导了应用于数字下变频多相结构的多路NCO(numerically controlled oscillator)数字本振信号数学表达式,并讨论了在FPGA中实现多路NCO时相关参数的选取原则。MATLAB仿真结果及硬件平台验证了采用多路NCO本振信号实现数字下变频的正确性。

基于相位旋转法的NCO设计与实现

针对信道化接收机的低通滤波器组结构中NCO消耗资源巨大的问题,提出了一种基于三角函数的相位旋转法。介绍了该算法的结构,然后在FPGA上实现了该方法。最后通过产生八路NCO所占用资源的对比,说明该方法与直接使用查表法或CORDIC算法相比最少能节省50%的逻辑单元和存储器单元。该方法可以很容易推广到频谱监测、多频移键控调制、跳频接收等应用中。

基于FPGA的正交数控振荡器(NCO)的设计与实现

在研究数控振荡器NCO工作原理的基础上,通过分析对比几种不同的NCO设计方法,采用了算法简单、节省资源的基于ROM查找表的设计方法。针对正交数控振荡器NCO的主要部件正余弦存储表、可变模计数器进行了算法设计和电路设计,并在Altera公司的FPGA上进行了验证,波形仿真结果表明了电路设计的正确性。采用查找表的方法可以有效提高系统功能的可扩展性和系统的可集成性,使得NCO功能模块可以通过配置存储表、频率控制字来满足多种应用场合下的NCO设计需要,可以广泛地应用于各种现代通信系统中。

高速高精度高分辨率NCO存储器的高效技术研究

针对高精度高分辨率数控振荡器(NCO)存储器消耗巨大资源的问题,提出了利用奇偶对称性的存储内容映射技术,基于地址内容模拟曲线技术和基于存储内容的分段差分技术;通过存储内容和地址的数学模型从理论上推导了利用奇偶对称性的存储内容映射技术和基于地址内容模拟曲线技术的性能;对基于存储内容的分段差分技术进行了定性分析和实例仿真。这3种技术均能较好地减少存储资源,将其组合起来应用,其存储资源能减少到3%以下。

GPS卫星信号模拟器载波和码NCO研究与实现

论述了GPS(G loba l Pos ition ing System)卫星信号模拟器载波NCO(数控振荡器)和码NCO的系统结构及作用,根据多速率信号处理理论建立DDS(直接数字频率合成器)模型,分析其信号频谱;根据泰勒级数压缩算法分析了载波NCO s ine存储表压缩效率,提出了模拟器码NCO参数更新实现方式.利用verilog在X ilinx'ISE 6.3中完成了载波NCO和码NCO的设计和仿真,并在FPGA中进行了实现.通过程序仿真与系统测试,证明本载波NCO和码NCO模块性能满足GPS卫星信号模拟器系统需求.

一种在FPGA中设计NCO的方法

介绍了一种用坐标旋转数字式计算机(Coordinate Rotation Digital Computer,CORDIC)设计NCO的方法,并在QuatusⅡ和Matlab软件中进行仿真验证。该方法具有精度高,结构简单,速度快,耗费资源少的优点,且非常易于用FPGA实现。

基于CORDIC算法的NCO在FPGA中的实现

介绍如何利用CORDIC(Coordination Rotation Digital Computer)算法产生正余弦信号的实现过程基础上,研究并在FPGA中实现了基于流水线CORDIC算法的数控振荡器。仿真验证结果表明,该方法较之其它方法具有精度高、结构简单易于实现、节省资源且功耗低等特点,非常适合应用于高速高精度数字调制解调。

NCO的研究及其FPGA实现

介绍数控振荡器的工作原理,它的核心部件相位累加器和查找表,然后给出FPGA生产厂商Altera公司的NCO IP core,并在FPGA开发软件Quartus环境中应用该IP core设计出的NCO和给出了其在FPGA的仿真实现。

基于CORDIC算法的改进NCO实现技术及其性能分析

介绍一种基于协调旋转数字计算机(coordinate rotation digital computer,CORDIC)算法的改进数字控制振荡器(numerical controlled oscillator,NCO)的实现方法.应用CORDIC算法替代传统正弦函数ROM查找表,可以显著减少存储量,有效提高资源利用率.分析了改进NCO方法的具体设计参数对误差性能的影响,并进行MATLAB仿真、现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)实现,得到综合后的仿真波形,结果产生高精度的输出信号,达到预定的设计要求.

基于小角度映射的NCO设计

为了降低振荡器的等待时间,提出了一种小角度映射方法。该方法将整个周期的角度运算映射到小角度范围内,减少了流水线级数,提高了运算速度。仿真结果表明,该方法与查表法相比,占用资源少;与CORDIC算法相比,降低了迭代次数。在保证高计算精度的同时,具有运算速度快、功耗低等特点。

NCO在数字下变频中的应用与实现

从介绍数字下变频入手,主要阐述数控振荡器在数字下变频中的重要地位,介绍多种实现数控振荡器方法的工作原理,并用FPGA进行实现,通过对几种实现方法的仿真结果进行比较,得出结论:NCO的性能与采用模拟技术的高频振荡器相比较,具有精度高、频率稳、噪声小等优点;采用CORDIC算法实现NCO,不需要存储器空间,资源利用率高.

基于CORDIC算法的高速高精度NCO的FPGA设计

介绍一种利用矢量旋转的CORDIC(Coordination Rotation DIgital Computer)算法,相比较传统NCO采用的查找表算法,证明查找表算法运算速度已不适用于高速宽带数字接收机以及扩频通信的应用,为了实现高速正交数字混频器中的数控振荡器(NCO),采用CORDIC算法产生正余弦信号的实现过程,给出采用ALTERA的stratix系列FPGA中设计数控振荡器的顶层设计结构以及仿真结果,证明基于此算法采用FPGA的可行性设计。

基于改进的CORDIC算法的NCO实现

数字控制振荡器在信号处理方面有着广泛的应用,函数发生器是影响其处理性能的关键部分。首先介绍了CORDIC算法的基本原理及其传统的ROM查表法,为了提高运算速度和节省资源,提出了一种改进的CORDIC算法用于数字控制振荡器技术;重点叙述了改进型的CORDIC算法原理最后通过Quartus Ⅱ软件给出仿真结果,验证了理论的正确性。

一种面向控制的振荡水柱波能装置等效数值模型

波浪能是海洋可再生能源中储量最为丰富的一种,而振荡水柱式(oscillating water column,OWC)波浪能发电装置是目前技术成熟度最高的波浪能装置类型之一。OWC数值模拟大部分基于计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)方法,主要用于装置的结构参数优化设计及动力学响应分析。为提高OWC的数值计算效率,便于开展发电装置的控制设计与优化,提出一种面向控制的OWC波浪能装置等效数值模型,并完成不同工况下的水池试验验证。该数值模型基于线性势流理论和Cummins方法,将振荡水柱等效为和水同密度刚体,并将动力输出装置(power take-off,PTO)和黏性效应等效为线性阻尼系数。通过对比数值模拟和水池试验结果,可以发现该模型能较好地预测规则波、不规则波与不同PTO下的OWC自由液面及功率输出等动态特性。在此基础上,完成OWC装置闭锁控制设计,并对比分析OWC的俘能效率。研究发现,该等效数值模型可有效提高计算效率,能较准确地预测OWC自由液面动态过程及功率输出。

基于CORDIC算法的数字控制振荡器设计与实现

针对传统查表法占用ROM容量较高的不足,基于CORDIC算法代替ROM设计一种速度快、精度高、节约资源的数字控制振荡器的目的.采用了对CORDIC算法进行旋转迭代变换,对CORDIC算法进行角度预处理和FPGA流水线结构实现CORDIC算法的方法.通过QuratusⅡ和ModelSim软件的仿真测试,得出了数字控制振荡器的正交信号、幅值以及相角,即在16级流水线结构下,计数器和角度预处理正确运行,得到了完整的0~360°循环的正、余弦波形.

MTMD对结构刚度和质量参数摄动的鲁棒性

基于结构刚度和质量的摄动 ,建立了设置MTMD结构的传递函数。于是MTMD的优化准则可定义为设置MTMD结构最大动力放大系数的最小值的最小化。根据结构摄动而质量不摄动与结构质量摄动而刚度不摄动两种情况 ,讨论了MTMD的有效性变化趋势。数值分析表明 ,可以设计有效性与TMD相当但鲁棒性高得多的MTMD。因此 ,MTMD适用于控制频率变化的结构振动。

基于外推和级联积分梳状滤波器的多普勒插值方法

INS/GPS深组合导航系统的本地码和载波数控振荡器(NCO)控制量的计算需要利用滤波修正后的惯导位置信息或速度信息,其中的多普勒频移计算需要同时利用位置和速度信息。基带I、Q信息的更新率通常为1 kHz,利用惯导信息解算出的多普勒频移为100 Hz,利用级联积分梳状(CIC)滤波器进行插值有效解决了二者更新率的匹配问题。此外,导航滤波器的更新频率通常为1 Hz,惯导解算频率为100 Hz,对于低精度惯导系统,在滤波修正周期之间误差累积较快,利用外推方法有效控制了惯导解算误差。通过半实物仿真分析,基于外推和CIC滤波器的在线插值结果与基于B-样条插值结果对比,误差标准差约为1 Hz,误差的频谱被限定在0.02 Hz以内,结果表明了该方法的有效性。

基于FPGA的扩频基带处理器中数控振荡器设计

扩频无线通信以其带宽大、抗干扰能力强等优点,逐渐取代了原来的窄带、模拟系统,成为铁路通信的发展方向,扩频基带处理器是其重要的组成部分。本文介绍了一种基于FPGA的扩频基带处理器的结构和基本原理,阐述了实现数控振荡器NCO(Numerically Controlled Oscillator)所使用的迭代算法,并对仿真结果进行了分析说明。采用Verilog硬件描述语言,在Quartus II软件平台上实现了扩频通信基带处理器的数控振荡器设计。仿真和综合结果表明该算法设计思路正确,相对于传统的查表算法,具有占用资源少、结构简单、输出精度高,控制灵活和易于实现等特点。该方法已在扩频基带处理器中得到应用。