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基于改进ELMD和sinc插值校正的电压闪变参数检测

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科学技术与工程 2023年第8期23卷 3323-3329页

作者：奚鑫泽邢超覃日升郭成周鑫和鹏孟贤云南电网有限责任公司电力科学研究院昆明650217 昆明理工大学电气工程学院昆明650504

新能源发电并网及大量非线性、冲击性负荷的应用造成的电压波动与闪变已成为不可忽视的电能质量问题。为实现非稳态电压闪变参数的准确提取,提出一种基于改进集合局部均值分解(ensemble local mean decomposition,ELMD)和sinc插值校正... 详细信息

新能源发电并网及大量非线性、冲击性负荷的应用造成的电压波动与闪变已成为不可忽视的电能质量问题。为实现非稳态电压闪变参数的准确提取,提出一种基于改进集合局部均值分解(ensemble local mean decomposition,ELMD)和sinc插值校正的闪变参数分析方法,通过sinc插值法替代局部均值分解法中移动平均插值,并利用噪声的统计特性构建改进集合局部均值分解方法,基于改进ELMD将非稳态电压闪变信号分解成一系列的本征模函数(intrinsic mode function,IMF)分量,然后对各分量进行Hilbert变换获得非稳态电压闪变包络信号的瞬时幅值和瞬时频率,最后针对局部均值分解(local mean decomposition,LMD)测量大于12 Hz闪变分量幅值误差较大的局限性,构建基于sinc插值的幅值误差校正模型,据此实现非稳态电压闪变参数的完整检测与分析。通过仿真和实验证明所提出的改进ELMD和sinc插值校正闪变检测相比传统基于LMD的闪变检测方法具有更高的准确度,受电网基波频率波动的影响很小,抗干扰性强,能有效实现非稳态电压闪变包络参数准确检测。

关键词：电压闪变改进集合局部均值分解(ELMD) sinc插值误差校正

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基于数字触发和sinc插值的脉宽测量方法

国外电子测量技术 2021年第3期40卷 28-31页

作者：苏发刘元商时慧周帅中电科思仪科技股份有限公司青岛266000 中国电子科技集团公司第四十一研究所青岛266000

针对微波脉冲功率测量过程中脉冲宽度时间受系统时钟限制而分辨率低的问题,首先通过FPGA数字触发方式,给出脉冲功率上升沿和紧邻下降沿对应的ADC地址,以实现对脉宽进行粗计时,然后通过在ARM中对脉冲跳变沿附近采样点进行sinc插值,重构... 详细信息

针对微波脉冲功率测量过程中脉冲宽度时间受系统时钟限制而分辨率低的问题,首先通过FPGA数字触发方式,给出脉冲功率上升沿和紧邻下降沿对应的ADC地址,以实现对脉宽进行粗计时,然后通过在ARM中对脉冲跳变沿附近采样点进行sinc插值,重构出脉冲跳变沿细节并给出时间修正参数,最后利用时间修正参数对粗计时结果进行修正得到高精度、高分辨率的脉宽时间。通过该方法,脉冲宽度时间分辨率可达0.5ns,误差优于±2ns,可以满足对脉冲宽度的测量要求。

关键词：微波脉冲宽度数字触发 sinc插值高分辨率

面向流式数据的sinc插值核设计与FPGA实现

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电子器件 2022年第6期45卷 1324-1328页

作者：张羽谢文菲沙金南京大学电子科学与工程学院江苏南京210046

针对sinc插值模块处理流式数据时消耗缓存大、运算效率低等问题,提出了针对流式数据的sinc插值设计方案,在对算法流程进行分析优化的基础上,针对数据特性提出了相应的架构优化,并给出了具体的FPGA实现,最后通过仿真与板上测试验证了设... 详细信息

针对sinc插值模块处理流式数据时消耗缓存大、运算效率低等问题,提出了针对流式数据的sinc插值设计方案,在对算法流程进行分析优化的基础上,针对数据特性提出了相应的架构优化,并给出了具体的FPGA实现,最后通过仿真与板上测试验证了设计的可行性。实验结果表明,该计算模块在处理一般尺寸图像数据时,通过率可接近100%。本设计避免了通用的sinc插值实现架构存在的消耗资源多、数据运算周期长等问题,兼顾了硬件的高性能与低复杂度,存在一定的应用价值。

关键词： sinc插值图像处理信号处理流式数据

基于截断sinc插值的毫米波全息成像算法优化

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太赫兹科学与电子信息学报 2020年第6期18卷 1035-1039页

作者：邵文浩朱莉刘婕邹丽蓉南京理工大学电子工程与光电技术学院江苏南京210094

针对毫米波系统在二维横断面成像时,空间频率间隔上非均匀性影响成像精确度问题,提出基于截断正弦基数(sinc)函数的插值优化算法。算法取sinc函数为卷积核,对数据进行插值,相较细胞元插值法,得到的散射插值幅值更接近实际值,成像精确度... 详细信息

针对毫米波系统在二维横断面成像时,空间频率间隔上非均匀性影响成像精确度问题,提出基于截断正弦基数(sinc)函数的插值优化算法。算法取sinc函数为卷积核,对数据进行插值,相较细胞元插值法,得到的散射插值幅值更接近实际值,成像精确度更高。在此基础上,由于sinc插值需要无穷项求和,所需计算的数据量巨大,因此对插值求和项进行截断处理,对不同截断点数所成横断面像作比较,进一步优化成像质量。仿真结果验证了算法的可行性和精确性。

关键词：毫米波全息成像二维横断面像 sinc插值

基于可重构SoC平台的sinc插值设计与实现

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基于可重构SoC平台的sinc插值设计与实现

作者：钱昕暐南京大学

学位级别：硕士

sinc插值算法是一种数字信号或图像的处理算法,可以从离散的数据中构造出原始信号,广泛的应用于采样信号的还原,雷达成像领域的图像重构等领域之中。可重构处理器也是当下研究的热点,可以在运行时根据配置和需求实时配置逻辑器件的状态... 详细信息

sinc插值算法是一种数字信号或图像的处理算法,可以从离散的数据中构造出原始信号,广泛的应用于采样信号的还原,雷达成像领域的图像重构等领域之中。可重构处理器也是当下研究的热点,可以在运行时根据配置和需求实时配置逻辑器件的状态,动态的改变系统的电路结构,使芯片兼顾专用集成电路的高性能和软件可编程的灵活性。本文基于一种可重构专用处理器RASP(reconfigurable application specific processor)的SoC设计平台,设计并完成了一维和二维sinc插值算法的高性能实现。RASP使用粗粒度、静态配置的方式,动态的改变片内可重构计算单元的互联关系和拓扑结构,以资源复用的方式实现了算法的硬件加速。在充分考虑到sinc插值算法的特性和片内资源的情况下,在RASP这个可重构SoC设计平台上设计了一款高精度低硬件复杂度的sinc插值处理单元,并达到了运算效率的最大化。本文针对sinc插值算法对数据的高吞吐率要求,设计了基于算法特性的数据存取模块,包括两个源数据矩阵的数据预取单元,数据计算前的预处理模块,以及相对应的存储控制单元和地址产生单元。针对片上存储资源受限的问题,设计了乒乓计算模式和大点数计算模式,既实现了小点数情况下计算的高效率,也兼顾和支持了大点数的计算。针对sinc插值算法对除法的高运算要求和RASP内部除法器性能嬴弱的矛盾,本文设计了通分的计算方式,利用可重构SoC平台内充足的乘加单元来替代除法运算,实现了硬件实现的高性能和高并行度,同时也兼顾了处理器模块的高精度和硬件的低复杂度。最后,基于最先进的UVM验证方法学和FPGA原型验证,本文完成了实际项目的验证工作,并得到了正确的计算结果。并针对具体测试内容的覆盖率测试报告和精度测试报告,进行了相应的分析。综合结果和测试结果显示,sinc插值处理器在40nm CMOS工艺下DC综合后的面积为392820μm2,工作频率为1 GHz,256阶sinc插值的计算时间为0.622ms,结果的平均误差为2*10-6,满足了信号处理的设计要求,达到了相应的技术指标。

关键词：可重构处理器 SoC平台 sinc插值硬件并行化功能验证

基于FPGA和sinc插值的分数阶傅里叶变换建模与设计

同方学位论文库评论

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建模与仿真 2023年第5期12卷 4415-4424页

作者：李尚恒丁召周骅贵州大学大数据与信息工程学院贵州贵阳

分数阶傅里叶变换(FrFT)在信号和图像处理领域受到了广泛的关注。在FrFT离散形式的演变过程中,低计算复杂度对实际应用至关重要。提出了一种高效的现场可编程门阵列(FPGA)实现FrFT算法的方法。本文将FrFT的计算过程分解为一次卷积和两... 详细信息

分数阶傅里叶变换(FrFT)在信号和图像处理领域受到了广泛的关注。在FrFT离散形式的演变过程中,低计算复杂度对实际应用至关重要。提出了一种高效的现场可编程门阵列(FPGA)实现FrFT算法的方法。本文将FrFT的计算过程分解为一次卷积和两次乘法的同时,为了提高插值精度,采用了sinc插值作为插值算法,并采用有限脉冲响应滤波器组成卷积模块,提高了信号卷积的鲁棒性。针对FPGA器件XC7VX690T,采用simulink和verilog硬件描述语言(HDL)对所提出的体系结构进行了综合。所得结果与仿真结果非常接近。最后,讨论了体系结构设计和硬件要求以及体系结构中的组成模块。

关键词：分数阶傅里叶变换 sinc插值 FPGA 啁啾信号时域卷积

基于FPGA的sinc插值算法的研究和实现

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电子器件 2010年第3期33卷 340-343页

作者：何斌张志敏中国科学院电子学研究所北京100190 中国科学院研究生院北京100039

在合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)距离向数据预处理模块中,sinc插值是经常用到的一种插值算法。具体阐述了sinc插值的优点及原理、用现场可编程门阵列(FPGA)实现sinc插值算法的详细设计流程,并给出了系统调试方案以及实验... 详细信息

在合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)距离向数据预处理模块中,sinc插值是经常用到的一种插值算法。具体阐述了sinc插值的优点及原理、用现场可编程门阵列(FPGA)实现sinc插值算法的详细设计流程,并给出了系统调试方案以及实验结果。实验表明当输入数据频率变化时,所设计模块均能够可靠稳定的工作。该设计方案已成功应用到某合成孔径雷达距离向数据预处理模块中。

关键词：合成孔径雷达数据预处理 sinc插值现场可编程门阵列

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弹载聚束SAR平台的PFA算法

宇航学报 2011年第3期32卷 592-598页

作者：彭岁阳张军沈振康国防科技大学电子科学与工程学院ATR实验室长沙410073

高分辨率SAR图像有助于导引头选择目标的关键部位进行精确打击,以扩大毁伤效果。尽管雷达平台在末制导阶段运动非常复杂,但由于天线始终指向目标,可以认为几何场景是聚束模式。而弹载平台的运动与机载平台不同,方位向和距离向都会作非... 详细信息

高分辨率SAR图像有助于导引头选择目标的关键部位进行精确打击,以扩大毁伤效果。尽管雷达平台在末制导阶段运动非常复杂,但由于天线始终指向目标,可以认为几何场景是聚束模式。而弹载平台的运动与机载平台不同,方位向和距离向都会作非匀速运动。非匀速运动不仅会引起越距离单元迁徙(MTRC),还会导致方位角非均匀变化,从而造成成像结果在距离向和方位向均出现散焦。本文通过对弹载聚束SAR几何场景和运动特点的分析,推导了变速条件下的PFA算法。首先研究了径向运动造成的越距离单元迁徙,并分析了运动补偿精度对成像质量的影响;然后采用sinc插值处理横向变速转动造成的方位角非均匀变化的问题。仿真实验获得良好聚焦的SAR图像,验证了本文方法的有效性。

关键词：弹载平台聚束SAR 运动补偿 sinc插值极坐标算法

基于SPECAN处理的斜视SAR实时成像算法及其FPGA实现

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系统工程与电子技术 2011年第12期33卷 2618-2622页

作者：李学仕梁毅李蓓蕾邢孟道张亢西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室陕西西安710071

斜视合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)成像具有广阔的应用前景。首先提出一种基于SPECAN算法的斜视SAR实时成像处理方法,具有运算量小、操作简单的特点。针对SPECAN处理带来的图像扇形畸变,提出采用sinc插值校正方位采样间... 详细信息

斜视合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)成像具有广阔的应用前景。首先提出一种基于SPECAN算法的斜视SAR实时成像处理方法,具有运算量小、操作简单的特点。针对SPECAN处理带来的图像扇形畸变,提出采用sinc插值校正方位采样间隔空变性的方法,实现图像扇形畸变的校正。在此基础上采用FPGA(field programmable gate arrays,FPGA)实时编程实现,重点阐述基于"空域滤波"思想的sinc插值模块设计。实测数据处理结果验证了该算法的有效性及FPGA实时实现的可行性。

关键词：斜视SAR SPECAN算法 sinc插值实时成像 FPGA