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《基于FPGA的數(shù)字相位計的研究與實現(xiàn)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、基TFPGA的數(shù)字相位計的研究與實現(xiàn)摘要本文結合工程需要詳細論述了一種數(shù)字相位計的實現(xiàn)方法，該方法是基于FF(；A(現(xiàn)場可編程門陣列)芯片運用FFT(快速傅立葉變換)算法完成的。本文首先從相位測量的原理出發(fā)，分析了傳統(tǒng)相位計的缺點，給出了—種高可靠性的相位檢測實用算法，其算法核心是對采集信號進行FFr變換，通過蜘普分析，實現(xiàn)對參考信號和測量信號初相位的檢測，并同時闡述了FPGA在實現(xiàn)數(shù)字相位計核心FFT算法中的優(yōu)勢。在基于FPGA的FFrr算法實現(xiàn)中，本文深入的研究了FFT算法的特點，細致分析了算法實現(xiàn)的硬件結構特征，并對算法的硬件結構進行了進一步的優(yōu)化。在優(yōu)化的硬件結構中，利用多個乘
2、法器并行運算的方式加快了蝶形運算單元的運算速度；內置雙端口RAM、旋轉因子ROM使數(shù)據(jù)存儲的速度得到提高；采用了流水線的工作方式使數(shù)據(jù)的存儲、運算在時間上達到匹配。整個設計采用VHDL(超高速硬件描述語言)語言作為系統(tǒng)內部硬件結構的描述手段，在Altera的QuartusII軟件支持下完成，并給出了仿真結果。仿真結果表明，基于FPGA實現(xiàn)的FFrr算法無論在速度和精度上都滿足了相位測量的需要，其運算64點數(shù)據(jù)僅需27．5us，最大誤差在1％之內。由此可見，F(xiàn)PGA作為一種新興的芯片，其運算速度快，可重構功能強，開發(fā)周期短，未來必將在現(xiàn)代電子系統(tǒng)設計中占有重要地位。關鍵詞；數(shù)字相位計、F
3、PGA、FFT、VttDL基于FPGA的數(shù)字相位計的研究與實現(xiàn)AbstractAccordingtothespecialrequirementsinthepracticalproject,awayofdigitalphasedetectorisstudiedinthis吐lesiS．whichisbasedonFPGAandFFTalgorithm．Thethesisthatbeginswiththeoryofphasedetectionandanalysestheshortcomingsoftraditionalphasedetectordemonstratesahighlyreli
4、ablephasedetectionalgofithm．Fmthermore,byusingFFTandanalyzingthespectrum，weimplementthephase-detctingofreferencesignalandmeasurementsignal．Meanwhile,therite．sisexpoundstheadvantagesofFPGAinrealizationofFFTalgorithm．／nthecourseofH叮realizationbasedonFPGA．thethesisprofoundlystudiesthecharacter0fFFT
5、algorithmanddetailedlyanalysesthehardwaresmlcturalw,titsofalgorithmimplementation．Inthemeantime，itdeeplyoptiinizesthehardwarestructure．IntheoptimizedhRrdwares'血alcmre,manymultipliersparallelcomputationisadoptedtoacceleratethecomputingspeedofbutterfly．Inadditiort,dual-RAMandtwiddling-factorROMare
6、builtinsidethesystemtoenhalnoethespeedofdma廿趣lsformation，Meanwhilethepipelinepatternisusedtocoincidethedatacomputationwiththedataaccess．Inthedesi舒,VI-ISICHardwareDescriptionLanguage(VHDL)iSusedtodescribethecircuitWiflathehelpoftheQuartusIIsoftwareof№thedesignoffersthesimulationresult．Thesimulati
7、oaresultsshowsthatFFTphase-detectingalgorithmbasedonFPGAmeetstheneedsofphasedetectionregardlessofspeedandprecision．Moreover,itscomputing64-pointdataonlyncP．x]s27．5usandthemosterroriswithinl％．Therefore．FPGAisusedasaninnovatio
