在人類(lèi)社會(huì)向著工業(yè)化、信息化社會(huì)邁進(jìn)的信息社會(huì)里,隨機(jī)信號(hào)的發(fā)展與應(yīng)用已越來(lái)越受重視。隨機(jī)信號(hào)已廣泛應(yīng)用在不同學(xué)科的各個(gè)領(lǐng)域中。論文介紹了一種基于FPGA隨機(jī)脈沖信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)方案,其中包括隨機(jī)脈沖信號(hào)發(fā)生模塊以及DDS信號(hào)發(fā)生模塊的硬件實(shí)現(xiàn)方法和軟件實(shí)現(xiàn)方法,并對(duì)輸出波形進(jìn)行了仿真與檢測(cè),得到了統(tǒng)計(jì)特性符合設(shè)計(jì)需求的隨機(jī)脈沖信號(hào)。 隨機(jī)脈沖信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)的理論依據(jù)是核衰變本身所具有的隨機(jī)性而出現(xiàn)的統(tǒng)計(jì)漲落特性,使得核信號(hào)在時(shí)間上的統(tǒng)計(jì)特性服從泊松分布,在幅度上的統(tǒng)計(jì)特性服從高斯分布。本設(shè)計(jì)的關(guān)鍵就是要實(shí)現(xiàn)輸出信號(hào)在時(shí)間上和幅度上有較好的統(tǒng)計(jì)特性。設(shè)計(jì)選用EP2C5Q208作為核心控制芯片,結(jié)合Verilog硬件編程語(yǔ)言的特點(diǎn),采用自上而下分層的模塊化設(shè)計(jì)方法,在開(kāi)發(fā)集成環(huán)境Quartus Ⅱ下對(duì)隨機(jī)脈沖信號(hào)發(fā)生器的各個(gè)功能模塊進(jìn)行綜合、優(yōu)化、布局布線(xiàn)和時(shí)序仿真驗(yàn)證。 論文取得的主要成果有：①根據(jù)核脈沖的分布特征和隨機(jī)性理論,建立了隨機(jī)脈沖信號(hào)的數(shù)理模型；②設(shè)計(jì)了隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器的外圍電路,開(kāi)發(fā)了隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器配套軟件,研制了隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器試驗(yàn)樣機(jī)；③設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)隨機(jī)信號(hào)和基本信號(hào)波形輸出...

【文章頁(yè)數(shù)】：54 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 選題依據(jù)及研究意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 論文結(jié)構(gòu)介紹
第2章 隨機(jī)脈沖信號(hào)的設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ)及設(shè)計(jì)依據(jù)
    2.1 射線(xiàn)與物質(zhì)作用的隨機(jī)性
        2.1.1 γ射線(xiàn)與物質(zhì)的相互作用
        2.1.2 α粒子與物質(zhì)的相互作用
        2.1.3 β射線(xiàn)與物質(zhì)相互作用
    2.2 核脈沖信號(hào)的時(shí)域特性
        2.2.1 核衰變計(jì)數(shù)率的分布特性
        2.2.2 核信號(hào)幅度上的分布特性
        2.2.3 核信號(hào)時(shí)間上的分布特性
    2.3 隨機(jī)數(shù)發(fā)生機(jī)制
        2.3.1 均勻分布的隨機(jī)數(shù)實(shí)現(xiàn)方法
        2.3.2 高斯分布的隨機(jī)數(shù)實(shí)現(xiàn)方法
        2.3.3 指數(shù)分布的隨機(jī)數(shù)實(shí)現(xiàn)方法
第3章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
    3.1 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案
        3.1.1 隨機(jī)脈沖發(fā)生模塊
        3.1.2 DDS模塊
    3.2 系統(tǒng)選型
        3.2.1 FPGA芯片選型
        3.2.2 電平轉(zhuǎn)換芯片選型
    3.3 系統(tǒng)主要性能指標(biāo)
    3.4 設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)環(huán)境及編程語(yǔ)言
        3.4.1 FPGA結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
        3.4.2 FPGA設(shè)計(jì)流程
        3.4.3 Verilog硬件描述語(yǔ)言
        3.4.4 FPGA硬件開(kāi)發(fā)工具
第4章 隨機(jī)脈沖信號(hào)發(fā)生器的硬件設(shè)計(jì)
    4.1 系統(tǒng)電源電路
    4.2 時(shí)鐘和復(fù)位電路
    4.3 系統(tǒng)配置電路
    4.4 系統(tǒng)信號(hào)輸出電路
    4.5 設(shè)計(jì)需注意事項(xiàng)
第5章 隨機(jī)脈沖信號(hào)發(fā)生器的軟件設(shè)計(jì)
    5.1 隨機(jī)脈沖發(fā)生器軟件模塊
        5.1.1 均勻分布隨機(jī)數(shù)發(fā)生模塊
        5.1.2 指數(shù)分布隨機(jī)數(shù)的發(fā)生模塊
        5.1.3 高斯分布隨機(jī)數(shù)的發(fā)生模塊
    5.2 DDS模塊的軟件實(shí)現(xiàn)
        5.2.1 DDS模塊設(shè)計(jì)
        5.2.2 相位累加器的設(shè)計(jì)
        5.2.3 累加器的設(shè)計(jì)
        5.2.4 DDS模塊編程實(shí)現(xiàn)
第6章 系統(tǒng)調(diào)試與指標(biāo)測(cè)定
    6.1 系統(tǒng)程序下載與配置
    6.2 隨機(jī)信號(hào)發(fā)生模塊波形仿真及測(cè)試
        6.2.1 隨機(jī)信號(hào)發(fā)生模塊波形仿真
        6.2.2 隨機(jī)脈沖信號(hào)發(fā)生模塊波形的統(tǒng)計(jì)分布特性檢驗(yàn)
    6.3 DDS模塊波形仿真
結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間取得學(xué)術(shù)成果



本文編號(hào)：3748894