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基于的FPGA的数据采集控制系统设计 基于的FPGA的数据采集控制系统设计

格式:word 上传:2022-06-25 19:29:34

《基于的FPGA的数据采集控制系统设计》修改意见稿

1、“.....提取有关的器件延迟连线延时等时序参数,并在此基础上进行的仿真称为后仿真,它是接近真实器件运行的仿真。Ⅱ软件通过使用适配技术和增强技术提供了设计的效率。Ⅱ软件支持百万门级的设计,并且为第三方工具提供了无缝接口。Ⅱ还提供与其他工具的无缝接口,可以在Ⅱ集成环境中自动运行其他工具。Ⅱ可以识别网表文件网表文件和网表文件,并且可以产生这些网表文件,为其他的工具提供方便的接口。Ⅱ的编译器是系统的核心部位,它提供强大的设计处理功能,可以添加特定的约束条件,以提高硅片的利用率。仿真允许彻底测试个设计,以确保在给器件编程或者配置之前......”

2、“.....由于设计时需要不同类型的信息,所以可以使用仿真器件完成功能仿真和时序仿真。Ⅱ软件支持多种仿真方法,即支持第三方的仿真工具波形方式输入。向量波形文件是Ⅱ中最主要的波形文件仿真器操作步骤如下打开,菜单项出现个对话框,在标签中选择,单击进入波形编辑器,则显示个空的波形文件。单击,设置结束时间。如图。图新建波形文件示意图选择,然后,在出现的节点选择窗口中,单击,查找出输入输出引脚,并把需要在波形文件中进行仿真的引脚拖动到文件下的列中。编辑输入波形,指定波形仿真器的设置,选择,进行仿真。如图所示......”

3、“.....虽然存在定的延时效应,但是控制模块的输入时钟与送往得是二分频的关系,控制逻辑比较简单。因此,该电路模块的速度可以很高。状态机描述方式显然要比行为描述方式更精确更实用。对于来说,它的时钟输入最高可达,由二分频关系可得,电路只要能工作在就能满足要求。图状态机描述的功能仿真波形图是状态机描述方式的功能仿真波形。功能仿真和时序仿真结果相比,时序仿真出现了很明显的延迟现象和毛刺现象,这是由于时序仿真考虑了器件的延迟特性......”

4、“.....作为理想化的器件来处理,所以达到了理想化的结果。行为描述方式时序仿真分析如图,在行为描述方式下仿真出的时序波形完全符合转换器的要求。由图上数据可以看出,在每个时钟的下降沿都进行次采样,采得的数据被送往的内部中存储。而输出的数据也是在定的延迟之后得到,这也说明了不论用那种方式控制转换器,都能得到较好得效果,不过在速度上,状态机还是要占优势。图行为描述方式下时序仿真波形图位行为描述方式下的电路图,从电路图中我们可以清晰的看到电路结构。图行为描述方式的电路图第五章测试信号分析数据采集系统的输入信号是模拟信号......”

5、“.....并且防止信号的混叠失真,必须要对模拟信号进行定的限制。系统中我们采用最常用的正弦波模拟信号。正弦波的产生如图所示,为正弦波信号发生器的结构图。时钟频率输入地址发生计数器和寄存器,地址计数器所选中的地址的内容被锁入寄存器,寄存器的输出经恢复成信号,即由各个台阶重构的正弦波。当时钟频率发生改变,输出的正弦波频率就随之改变,但输出频率的改变仅决定于时钟频率的改变。为了控制输出频率更加方便,可以采用相位累加振荡方法,使输出频率正比于时钟频率和相位增量之积。采用了相位累加振荡方法的直接数字合成系统......”

6、“.....于是分辨率就达到了。用时钟频率次读取数字相位圆周上各点,这里数字值作为地址,读出相应的中的值,然后经重构正弦波。其中相位累加器的作用是在读取数字相位圆周上各点时可以每隔个点读个值,这样输出的正弦波频率就等于基频的倍。通常值在之间。图正弦波信号发生器的基本结构正弦波信号发生器结构图中的核心部分相位累加器,由个位字长的二进制加法器和个有时钟取样的位寄存器组成,作用是对频率控制字进行线性累加波形存储器中所对应的是张函数波形查找表,对应不同的相位码址输出不同的幅度编码。当相位控制字为......”

7、“.....得到系列离散同步寄存器相位累加器同步寄存器相位调制器正弦查找表转换器频率字输入相位输入字正弦信号的幅度编码。该幅度编码经转换后得到对应的阶梯波,最后经低通滤波器平滑后可得到所需的模拟波形。相位累加器在基准时钟的作用下,进行线性相位累加,当相位累加器加满量时就会产生次溢出,这样就完成了个周期,这个周期也就是个频率周期。如附录,为产生正弦波的源代码。在程序中,相位累加器选择的数据款苦是,移相加法器的数据宽度是,即输出的的精度为位。其中各个模块是由顶层文件例化形成的,如下的程序就是顶层设计文件中位寄存器模块的例化程序段......”

8、“.....由顶层文件例化形成。图正弦波发生器的仿真波形图是仿真波形的局部结果,在上面的功能仿真的结果图中,可以看到频率选择是是,在实验中是三位的,所以有八个选择,也就是八个频率选择。下面是输出,从图中可以看见是变化的,这样的数字值刚好构成输出的图象。理论上,再在下面应该显示输出,它将输出频率的值显示在实验板的上。由于没有硬件电路板的基础,所以软件部分的设计没办法进行硬件验证。这里对系统的测试信号进行分析,用编写了正弦波发生的程序。在转换器采集模拟信号的时候,对信号的采样过程是有严格要求的。也就是说......”

9、“.....图正弦波发生器的电路由图的电路图可以清晰的看到电路的结构,主要是由数据宽度为位的相位累加器,数据宽度为的移项加法器即输出的精度为位和位的寄存器构成的。正弦波发生器的特点系统需要的模拟信号是有限制的。根据奈奎斯特抽样定理,要想抽样后能够不失真的还原出原信号,则抽样频率必须大于两倍信号谱的最高频率。如果信号的频率较高时,般在抽样器前加入个保护性的前置低通滤波器,防止混叠,其截至频率为,以便滤除掉高于的频率分量。对于正弦信号来说,抽样频率必须大于而不是等于,因为如果当,当时......”

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