Actel的ProASIC3 FPGA获选用于微型USB测试和测量设备中

Actel公司以Flash为基础的单芯片ProASIC3现场可编程门阵列（FPGA）器件获选用于Elan Digital Systems公司的USBscope50中，USBscope50是Elan微型USB测试和测量设备系列的一员。其中，Actel的安全、低功耗A3P250器件会在现有和未来产品的核心执行关键的信号处理功能，这些产品能将台式或便携式电脑变为专业级的数字取样示波器（DSO）。

基于ARM & FPGA的示波表关键设计技术

以嵌入式系统ARM和单片机为微处理器组,以FPGA为数字载体,以USB和DELPHI实现仪器PC通信接口和人机对话,LCD实现仪器智能方式界面,借助MC12429、ADC9288、ADS1211等完成数据采样,设计一个双通道模拟带宽为DC～100MHz且集成有一个双通道通用计数器和一个5位半数字多用表的多功能数字存储示波表,实验表明该设计是行之有效的,文章在讨论系统设计的同时重点介绍数据采样、FPGA、USB和LCD接口等关键技术设计方案。

基于USB的数字电位器的控制

介绍了USB协议芯片FT245BM的工作原理以及它在数字电位器控制系统中的应用。该系统采用Altera公司的现场可编程门阵列(FPGA),运用VHDL语言自上而下进行FPGA设计以及实现硬件控制功能,以USB为接口实现FPGA与PC机之间的高速数据传输,从而实现了用PC机控制数字电位器的功能。文中对系统的各个模块进行了分析,详细介绍了PC端和FPGA的软件设计、各个模块的硬件搭建以及需要注意的问题。

基于FPGA的选择呼叫信号源设计

基于FPGA的选择呼叫信号源主要应用于机载音频管理系统的地面测试设备中,具有飞机地面测定设备的选择呼叫功能。该信号源采用模块化的设计方法将选择呼叫代码的解码、DDS技术以及对选择呼叫信号发送时序的控制集成于一块FPGA芯片中,应用单片机控制USB模块识别/接收虚拟控制面板发送的数据。在机载电子设备自动测试过程中,可以根据需要精确稳定地产生选择呼叫音频信号,提高自动测试系统的可靠性。

基于FPGA的视频信号发生卡的设计与实现

详细介绍了一种基于FPGA的视频信号发生卡的设计方案与实现,为了对待测设备中的视频通道切换开关进行检测,首先在个人计算机上将BMP格式的图像转换成YUV格式数据,然后在FPGA芯片的控制下将数据通过USB接口传送到视频信号发生卡的存储器中;FPGA芯片通过I^2C总线对数字视频编码芯片SAA7121H进行初始化,并根据不同的通道选择命令将存储器中不同图像的数据送到视频编码苾片进行转换,然后在指定的视频通道输出,这样,视频开关选择不同的通道时就能看到不同的图像;采用该方案后,根据不同的通道选择指令,在被测试设备上看到了不同的视频图像,很好地完成了设计任务。

基于FPGA的数字超声轮轴探伤仪硬件设计与实现

介绍了一种基于FPGA的数字超声轮轴探伤仪,提高了超声探伤中信号的采集传输速度和分析处理能力。FPGA的使用提高了回波的数字处理能力,增强了系统的稳定性,缩短了开发时间并使修改变得方便。其中的DCM(数字时钟管理)模块将A/D芯片的时钟频率提高数倍,实现了高速数据采集。数字滤波模块采用高阶FIR带通滤波器针对不同频率探头分别滤波,增强了滤波效果。USB技术使得上位PC机与下位电路板的连接更加方便,数据传输速度更快。

基于FPGA的数字核谱仪中高速数字采集技术研究

数字核谱仪的高速实时数据采集能够对数字核谱仪中关键算法的调试起到关键作用。本设计以ALTERA公司的EP2C8T144C6现场可编程门阵列与高速USB数据采集芯片FT2232H为核心,设计并制作了USB高速数据采集系统,可以实现USB接口高速数据传输。核谱仪采集到的信号送入到FPGA中,经过内部FIFO存储器的缓存及算法处理,最后通过USB控制器将信号传输到计算机中,存储并显示出来。设计实现了28MByte/s以上的数据传输率,具有数据传输速度快,准确性高的特点,为进一步实现数字核谱仪高速信号采集奠定了基础。

基于USB2.0的红外数字图像注入式仿真器设计

介绍了一种基于USB 2.0的红外数字图像注入式仿真器设计方案。该设计通过USB总线从PC机获得仿真图像数据,以FPGA作为接口和状态机控制。设计中引入多线程技术保证数据传输的高速性和实时性,通过向USB控制端点发送专用请求实现设备的绑定。测试时利用Camera Link图像采集卡采集仿真器输出并显示,结果表明,该仿真器具有输出图像连续无间断、稳定性高、实时性好等特点,达到了100 f/s的帧频指标,能够为红外光电成像探测系统提供实时视频图像仿真。

基于FPGA的地震计标定信号发生器的设计与实现

为配合地震计电磁信息采集系统对地震计进行标定,设计一款基于FPGA的地震计标定信号发生器。以AlteraEP2C8T144C8型FPGA和16位串行DAC芯片DAC8560为核心,利用直接数字频率合成技术、m序列生成技术等产生地震计标定所需信号,设计电路对信号进行偏置、滤波、数字程控调幅、电压电流转换以输出特定的电压、电流信号。使用Verilog HDL语言实现系统软件。将标定信号发生器应用于实验室开发的地震电磁信息采集系统,结果表明,系统可产生地震计标定所需正弦波、方波、伪随机二进制信号,完成地震计标定工作。

基于FPGA的多通道音频信号评估系统

设计并实现了一种基于FPGA的六通道音频信号评估系统。系统由最高64 kS/s的16位模数转换器AD73360对常用音频信号进行采样。设计了一个嵌套式状态机,按照状态跳变,将输入信号暂存到FIFO中。FIFO中的数据会通过USB协议上传到电脑端的MATLAB GUI(Graphical User Interface)中,GUI负责处理数据并显示结果。系统配备了ARM处理器作为辅助,可以根据不同的ADC采样频率和输入信号频率,计算并实时纠正FPGA和GUI的通信波特率,确保不丢码。试验结果表明,该系统可以实现对音频信号的高精度采集。该系统为保真采集音频信号提供了完整的解决方案。

光电编码器精码信号采集与传输系统设计

为实现对光电编码器精码数据进行采集与处理,为精码信号图形细分提供数据依据,设计了以逻辑器件FPGA为核心的精码数据采集传输系统。首先设计了精码信号模数转换电路,其次设计了基于USB2.0通信协议的数据传输电路,最后完成了USB芯片固件程序、FPGA控制程序、上位机应用程序的开发。实验结果表明,该数据采集传输系统能够实现对光电编码器精码信号12位分辨力的数据采集与显示、能够实现将采集的数据快速准确上传至PC机中存储、显示及后续的图形细分处理。该数据采集传输系统可应用于光电编码器的生产和研制过程中,为高精度、高分辨力、小型化光电编码器的设计和生产提供数据依据,具有便携、易操作、直观等特点。

光电编码器信号相位自动补偿方法研究

提出了一种基于移相器的光电轴角编码器信号相位自动补偿方法。此方法利用数字电位器代替传统移相器中手动调节电阻器,并利用FPGA控制数字电位器改变阻值,实现相位自动补偿的目的。详细介绍了设计思想,硬件电路和算法实现。实验结果表明,该方法有效提高了光电编码器测量精度,实时补偿性好。

一种用于低频漏磁检测的交流恒流激励源

提出了一种基于电流闭环反馈控制和线性大功率放大器的恒流源设计方案。该系统采用增量型PID控制算法,以输出电流采样值为反馈量形成闭环反馈控制,通过动态调节幅度控制单元输出电压,实现对输出电流的闭环调节。选用线性大功率放大器,并采用双运放差分放大方式设计了功率放大单元,有效提升了输出电压幅度和线性度。采用最小二乘法修正了输出电流,恒流源输出精度获得了提升。利用所研制恒流源开展了低频漏磁检测实验研究。实验结果表明:该恒流源输出稳定,调节精度高,线性度好,以其作为低频交流漏磁检测激励源,有效避免了因激励信号频率、提离值发生变化和线圈自身发热等因素所造成的激励电流改变,保证了激励磁场的稳定,可有效提高低频漏磁检测精度和稳定性。

基于数字电位计的X射线探测器偏压调节

针对某X射线探测器输出信号增益需不断调节以满足后续信号采集电路的输入范围,其偏置电压需要精细调节,文章采用数字电位计和FPGA设计了X射线探测器偏置电压调节系统。阐述了所选数字电位计的参数、特点及内部结构,在此基础上给出了系统的设计方案。文章中FPGA采用SPI通信方式对数字电位计进行配置实现电阻100KΩ共256档的调节,最终给出实际测试结果 ,验证了采用数字电位计实现偏压调节的灵活性。

基于CMOS图像传感器的高帧频相机的设计

随着大规模集成电路技术的发展,CMOS图像传感器日益受到重视,广泛应用于各种高速成像系统中。本文设计了一个基于MICRON公司的MT9M413图像传感器的高帧频相机,详细介绍了系统的整体结构及原理。系统具有体积小、结构紧凑、功能完善、性能稳定可靠、功耗低等优点。

光电编码器信号相位自动补偿方法研究

为了提高光电编码器细分精度,提出基于移相器的光电轴角编码器信号相位自动补偿方法。此方法利用数字电位器代替传统移相器中手动调节电阻器,并利用FPGA(现场可编程门阵列)控制数字电位器改变阻值,实现相位自动补偿的目的。实验结果表明,该方法有效提高了光电编码器测量精度,实时补偿性好。

基于嵌入式系统的功率可控FSK电路的实现

设计了一种基于直接数字频率合成技术的2FSK调制电路。将含有PC104总线模块的嵌入式系统和FPGA,数字电位器相结合,实现了基于嵌入式系统的功率可控FSK电路。将嵌入式系统作为控制中心,用FPGA实现DDS技术的核心单元,把高精度数字电位器作为功率控制电路的核心器件。通过实验表明,设计的电路达到了产生FSK信号并能精确地控制其功率的目的。

基于国产自主芯片的电离层测高仪设计

设计了一款基于国产芯片的便携式电离层测高仪。系统使用软件无线电的设计思想,尽可能减少了外部电路的使用。发射部分采用FPGA+高速DAC+功放天线的结构,使用DDS的方式可以产生2~30 MHz的任意波形调制信号。接收机模拟部分摒弃了传统的超外差结构,信号经天线+滤波放大后,直接经高速ADC进入FPGA处理,减少了模拟电路可能带来的噪声、温漂和非线性失真等问题,同时由于绝大部分信号处理都在数字域进行,极大地提高了系统的抗干扰能力。数字部分采用了数字混频+数字下变频的设计,可对输入的高速采样信号进行解调滤波与下变频操作,最后得到低速的基带信息经USB传输控制模块传输至上位机进行进一步处理。仿真测试与实测结果表明本设计的各项性能指标均满足要求。

基于开关电容阵列ASIC芯片的多通道波形数字化系统设计

基于开关电容阵列(SCA)技术可以实现超高速的波形数字化。本研究是基于实验室设计完成的FEL SCA芯片进行8通道2 Gsps的波形数字化模块的设计,电路的配置和读出控制功能集成在单个FPGA中完成,此外该模块还包含SDRAM缓存及USB接口。目前已在实验室环境下对其进行了直流电压测试、瞬态波形测试和带宽测试,测试结果表明,在FEL SCA芯片的输入动态范围100 m V～1 V之间,本波形数字化模块的INL好于1%,通道的RMS噪声约为1.76 m V,带宽约为450 MHz,达到设计目标。