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通过FPGA,可以高效地实现并行实时上采样。

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简介:
采集模拟信号的过程,实质上是获取其样本点。最常见的采样方式是下采样,即从原始信号中选取一部分数据点。事实上,无论是上采样还是下采样,都属于对数字信号的重新采样,与原始获取该数字信号时的采样率相比,大于原信号的称为上采样,小于则被称为下采样。上采样可以被视为下采样的反向操作,有时也称为增量采样或内插采样。本文将详细阐述一种利用Virtex-6器件以及WebPACK工具来实时实现四倍上采样的具体方法。在众多信号处理应用中,上采样的需求十分普遍。从理论层面来看,将数据向量进行M倍上采样的一个简单手段是使用离散傅里叶变换(DFT)填充(M-1)倍个零到数据向量中,随后将零填充后的向量转换回时域[1,2]。然而,这种方法由于计算量巨大,因此在现场可编程门阵列(FPGA)内部难以高效地执行。

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  • 基于FPGA
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    本研究提出了一种基于FPGA技术的高效并行实时上采样方法,旨在提高数据处理速度和效率,适用于高性能图像与信号处理领域。 采样是指采集模拟信号的样本,并通常指下采样即对信号进行抽取的过程。实际上,无论是上采样还是下采样都是在数字信号中重新调整采样的频率:如果重采后的频率高于原先获得该数字信号时的频率,则称为上采样;反之则为下采样。而上采样可以被视为是下采样的逆过程,也叫做增取样或内插。 本段落介绍了一种利用Virtex-6器件和WebPACK工具实现四倍实时上采样的方法。 在许多信号处理应用中都需要进行上采样操作。从理论上讲,对数据向量执行M倍的上采样可以通过先将原始频率成分数(M-1)个零添加到离散傅里叶变换(DFT)后的结果来实现,并随后再把填充了零的数据转换回时域。然而这种方法计算量较大,在FPGA内部难以高效地实施。
  • 原理与FPGA方法
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    《等效时间采样原理与FPGA实现方法》一文深入探讨了等效时间采样的基本理论,并详细介绍了如何在FPGA平台上高效实现该技术,适用于电子工程及计算机科学领域的专业人士。 在现代电子测量、通信系统以及生物医学等领域,常常需要对宽带模拟信号进行数据采集和存储以供计算机进一步处理。为了确保高速模拟信号的不失真采样,根据奈奎斯特准则,采样频率必须至少是信号最高频率的两倍。然而,在电阻抗多频及参数成像技术中,正交序列数字解调法的抗噪性能取决于每周期内的采样点数:采样点越多,抗噪能力越强。
  • 使用FPGA和AD9226进Signaltap成功验证
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    本项目采用FPGA结合AD9226模数转换器实现高速信号采集,并通过SignalTap逻辑分析仪对系统性能进行了有效验证。 使用FPGA控制AD9226进行采样,并且可以设置采样频率。通过signaltap成功验证了其可行性。
  • 基于FPGA技术及其
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    本研究探讨了基于FPGA平台实现过采样技术的方法及其应用效果,旨在提高信号处理系统的性能和精度。 过采样技术在数字信号处理领域广泛使用,旨在提升模数转换器(ADC)的性能表现。通过增加采样频率来降低量化噪声,从而提高信噪比(SNR)并增强有效分辨率。具体来说,在过采样的过程中将采样率提高M倍,这有助于分散量化噪声,并减少了在信号频带内的噪声功率,进而优化了ADC的表现。 低通滤波器(LPF)是实现这一技术的关键组件,它负责去除高频的噪声和量化误差,并为后续步骤提供抗混叠保护。没有适当的LPF支持,过采样技术的效果将大打折扣。理想的LPF不仅需要过滤掉量化噪声,还要确保在数字下抽取过程中不会产生不必要的混叠现象。 随着应用需求日益多样化,自适应设计成为ADC的一个重要趋势——即根据输入信号的频率范围自动调整其性能参数。这意味着低通滤波器也需要具备可变特性以配合这一变化。因此,开发一种能够根据不同过采样率和下抽取率灵活调节截止频率及阻带衰减等特性的LPF变得至关重要。 现场可编程门阵列(FPGA)因其高并行处理能力而成为实现这些技术的理想平台。在FPGA上,可以使用有限冲激响应(FIR)滤波器来构建所需的低通滤波器,并且其阶数需要与下抽取率成比例增加。由于FIR滤波器的稳定性、线性度和可预测特性,在过采样应用中被广泛采用。 设计具有动态调整特性的LPF面临的一个主要挑战是如何处理系数的变化,特别是当截止频率改变时必须重新计算新的系数值。为避免资源浪费,通常的做法是在PC机上预计算一系列滤波器系数,并将它们存储在一个查找表中以供后续使用。 插值型FIR滤波器是一种有效的解决方案,它通过内插原始的FIR滤波器系数来生成不同特性的新滤波器。这种方法利用K个单位延迟代替单一延迟单元实现对LPF参数的调整,在不同的下抽取率条件下仅需一组基准系数即可满足需求。 此外,为消除由插值过程引入的不需要频率响应部分(即虚像),通常会在输出端串联一个抑制虚像滤波器。一般而言,使用平均滤波器可以有效地去除这些重复频段的影响。 在实际应用中,基于FPGA实现过采样技术的过程包括对原型低通滤波器进行K倍内插和随后的K点平均处理步骤。这种方法结合了原型LPF的设计灵活性与FPGA平台的强大并行计算能力,从而满足动态调整的需求。 总之,利用FPGA来实施过采样技术和相关设计不仅显著提升了ADC的工作效率,并且推动信号处理系统的开发向着更加智能化、灵活化的方向发展。
  • 关于FPGA异步LVDS技术的研究与
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    本研究专注于在FPGA平台上实施异步低电压差分信号(LVDS)过采样技术,探讨其在数据传输中的应用及优化,以提高系统的稳定性和数据处理效率。 针对LVDS接口,本段落研究并实现了一种基于FPGA的LVDS过采样技术,并详细描述了该技术中的系统组成、ISERDESE2模块、时钟采样机制、数据恢复单元以及时钟同步状态机等关键技术点。通过在Xilinx FPGA平台上进行验证,传输速率达到了1.25Gbps。这项研究对于基于FPGA实现高速互连的工程项目具有重要的参考价值。
  • 利用STM32G474的HRTIM触发多道ADCDMA和串口进数据传输与显示,PWM中点避开开关噪声
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    本项目基于STM32G474微控制器,采用高级定时器(HRTIM)控制多路模拟信号的精确采样。利用ADC结合DMA技术高效采集数据,并通过串口实时传输与显示,确保在PWM模式下精准避开开关噪声干扰,实现高质量的数据捕获和处理。 本项目使用STM32G474并通过HRTIM触发多路ADC采样,并利用DMA传输数据,最后通过串口打印显示结果。此方法用于实现PWM中间时刻的采样,以避免开关噪声的影响。整个工程采用CUBEIDE进行配置和编译调试工作,所使用的硬件平台是STM32G474官方开发板NUCLEO-G474RE。
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    本项目采用Verilog语言实现AD7606的8通道并行同步采样系统设计,具备灵活的可调采样率功能,并已通过ModelSim仿真验证。 基于Verilog的AD7606 8通道并行同步采样设计实现了20KHz的可调采样率,并通过ModelSim仿真验证了其功能正确性,包含详细的仿真结果图。
  • FPGA速AD
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    FPGA高速AD采样技术专注于利用现场可编程门阵列实现对模拟信号进行快速、精确数字化处理的方法和应用,广泛应用于雷达系统、通信设备及高性能计算等领域。 在雷达设计中,基于FPGA的高速AD采样对于接收信号的处理至关重要。模数转换的速度与准确性直接影响后续FFT运算的结果,并最终决定雷达测量精度。本段落介绍了一种利用ADS7890芯片实现快速14位串行AD转换的方法,并结合了FPGA的应用。硬件设计主要包括ADS7890的基本外围电路以及它和EP2C35F672C FPGA之间的控制连接,软件部分则使用Quartus II 8.0进行编程开发。
  • 的Android-USB-OTG-Camera项目
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    可以通过并可运行的Android-USB-OTG-Camera是一个开源项目,旨在使安卓设备通过USB OTG连接方式使用各种USB摄像头,支持多种设备和场景应用。 安卓手机连接USB摄像头的项目源码已经完成并打包好。具体内容可以参考相关文章中的详细描述。