基于NiosⅡ的非制冷红外图像处理系统研究

设计一个非制冷红外图像处理系统，该系统放弃了目前普遍应用的数字信号处理器（DSP）＋现场可编程门阵列（FPGA）的系统构架，采用基于FPGA的NiosⅡ嵌入式处理器的系统构架，实现了系统的小型化。提出一种基于流水线结构的信号处理方法，并利用NiosⅡ嵌入式处理器软硬件开发工具，实现了在该系统上对非制冷红外焦平面阵列非均匀性进行校正和盲元补偿的实时处理，降低了系统的工作频率。实验结果表明：该系统能够对非制冷红外图像进行实时处理，工作性能稳定，处理效果良好。     

基于Nios的微距控制系统的数字设计

设计了一种基于Nios处理器的微距控制系统,用于实现虚拟成像设备系统视标位置的精确定位。系统采用现场可编程门阵列(FPGA)实现对步进电机PWM的细分驱动和对光栅尺输出信号的鉴相倍频,构建了基于Nios的微距控制系统的数字设计部分。采用Altera公司的FPGA设计工具Quartus II和嵌入式开发套件 Nios IDE,将可配置的软核处理器与可编程的硬件电路集于一体,既实现了软件处理的灵活性,又具有硬件处理的高速性特点。实验表明,该设计在虚拟成像设备的标视定位中取得了良好的效果,实现了精度为1.25 μm的微距控制。     

基于OLED显示单元的红外上转换器件研究进展

综述了不同类型上转换器件的的研究进展, 包括性能优化、器件集成以及物理机制。其中基于OLED的红外上转换器件将红外探测器与OLED串联集成起来, 使近红外光首先被吸收, 进而光生电流驱动OLED产生可见光, 可完成近红外-可见光上转换功能。该项研究拓展了OLED在红外夜视方面的应用。     

数字驱动型OLED的动态假轮廓量化及改善策略

针对数字驱动型OLED在显示运动画面时会出现动态假轮廓现象,严重影响人眼观看质量的问题,通过分析动态假轮廓产生机理,考虑人眼的视觉特性,提出最小可察觉失真积分法来量化不同扫描策略产生的动态假轮廓,并通过实验验证该评估方法的可靠性.将线性脉宽调制法和分形扫描法结合,提出偏分形的扫描策略来改善动态假轮廓现象.当线性脉宽调制...     

低功耗电润湿显示器视频显示驱动系统设计

针对电润湿显示器在播放视频时功耗较大的问题,设计了一套基于人眼视觉特性的低功耗视频显示驱动系统。该系统采用直方图修正与直方图匹配的方法,结合人眼视觉特性设定阈值,减少显示图像中高亮像素的数量从而降低系统功耗;同时提出一种低功耗多灰度驱动波形,结合电润湿显示器的光电特性,在实现灰度精准调制的同时进一步降低系统的功耗。实验结果表明:该系统改善了油墨分裂、油墨回流等问题,成功驱动了1024×768分辨率的电润湿显示器且视频显示效果良好,像素的最高灰度等级达到16阶,在测量同一段视频时,平均功率降低至1.75 W,功耗减少约20%.     

面向数字驱动近眼显示的位平面运动估计算法

近眼显示器在高分辨率和高刷新率的前提下应尽量小型化,传统视频压缩方案难以满足需求.将人眼临界频率与偏心率的关系量化,提出视点恰可察失真模型用于位平面运动估计的匹配准则.将运动估计的搜索范围优化为时间维度和灰阶维度两部分.结合人类视觉系统和概率统计分析,新增补充匹配块替代残差数据.制定基于位平面运动估计的视频压缩方案以适...     

基于SOPC和FPGA的星敏感器检测算法设计与实现

星点检测用于星图中星点质心坐标的提取,是星敏感器处理算法的重要组成部分。星点检测的准确度、精度以及处理速度对星敏感器整机性能具有重要影响。目前,成熟的星点检测方案是采用DSP+FPGA进行图像处理,通过高斯曲面拟合、平方质心法等方法提取质心坐标。提出了一种基于SOPC技术和FPGA图像处理实现星点检测的可行方案,详细介绍了关键算法设计及实现细节。在减小电路尺寸的同时,该方案极大提升了处理速度,实际应用中1 024×1024分辨率星图可达到14Hz帧率,这对于提高星敏感器实时性、丰富星点检测的实现方法具有重要意义。     

一种基于Aurora协议光纤的FPGA远程更新方法

FPGA在光电系统中应用广泛,复杂的光电系统中可能集成了多个FPGA信号处理系统,整体状态下各子系统FPGA一般不具备在线JTAG更新程序的条件。提出一种基于Aurora协议光纤的FPGA远程更新方法,对FPGA烧录文件进行数据分包,光纤传输中增加握手和重发机制,数据包通过光纤接口发送给FPGA,FPGA对每一包数据校验无误后缓存至DDR中。当DDR接收完整包数据后,SOC系统通过Microblaze软核将DDR中的数据写入FLASH对应地址中,实现了FPGA程序的远程更新。经实验测试,光纤模块带宽可稳定工作在10 Gbps,8.52 MB的FPGA烧录文件的远程更新时间为117 s。该方法解决了长距离、复杂系统的FPGA远程更新问题,有效提高了远程更新效率,降低了数据传输误码率。     

基于SOPC/NiosⅡ的心音信号特征提取与记录系统

心音信号是衡量人体心脏状态的一个重要生物信息,对于心音信号的特征提取有着积极的医学意义。本文设计了一种基于SOPC/NiosⅡ的心音信号特征提取与记录系统,系统硬件由预处理模块、AD转换模块、显示与传输模块等构成。在FPGA芯片上构建SOPC系统,使用NiosⅡ软核对心音信号数据进行计算分析,提取特征信息。实验结果表明：系统能够很好的采集病人的心音,能够将心音信号进行经验模态分解,并能得到其频谱图和短时平均能量图。同时将数据进行无线传输,使得医护人员可以远程监控病人的心脏状态。     

梦幻般的显示技术

更新一代的照明和显示技术OLED是英文Organic Light Emitting Diode的缩写,即有机发光二极管,是指有机材料在电场作用下发光的技术。而LED所采用的是无极材料,OLED与LED的相同之处在于两者都可以用在显示和照明领域。不同的是,在照明领域,受结构限制,LED是点光源,而OLED是平面光源：在显示领域,LED显示屏是由发光二极管排列组成的显示器件。无法显示高分辨率的图像,而OLED是由光刻电极基板与有机发光材料结合组成的显示器件,     

基于FPGA技术的加速器切束控制系统设计

针对加速器驱动次临界系统(ADS)中强流质子直线加速器,即ADS注入器Ⅱ,设计了采用现场可编程门阵列(FPGA)切束技术的加速器快保护控制系统。当系统检测到束流异常故障信号时能快速切断束流,并上传故障信息,方便故障排查和后期数据分析。该控制器基于FPGA设计,可实现光纤通信、串口通信、逻辑电平信号输出等功能。其中,光纤通信功能用于控制斩波器电源快速切断束流;串口通信用于实时传输设备状态信息;逻辑电平信号输出用于控制继电器产生开关量信号去远程控制保护设备,以防止运行设备的损害。通过现场运行测试,切束响应时间在10 s之内,达到安全设计要求。     

基于FPGA技术的混沌加密系统研究

提出了一种基于混沌加密算法和传统加密算法的混沌加密系统, 并采用FPGA技术进行了硬件开发. 根据离散化和数字化技术, 将Henon映射和Logistic映射作离散化处理, 采用Verilog HDL语言和FPGA技术产生迭代序列, 结合传统加密算法, 基于Xilinx的FPGA开发平台进行了硬件实验研究, 并给出了该系统通过互联网上实现了文件加密和解密的通信实验, 结果显示具有网络通信的应用潜力.     

非晶InGaZnO薄膜晶体管驱动OLED像素电路的仿真研究

为解决非晶InGaZnO薄膜晶体管(a-IGZO TFT)因其阈值电压漂移而导致的OLED电流衰减的问题,本文研究了基于a-IGZO TFT的有源矩阵有机发光显示(AMOLED)像素电路的阈值电压补偿问题。利用实验室制备的a-IGZO TFT器件进行参数提取后建立的SPICE仿真模型并进行仿真计算,对电压驱动型2T1C和4T1C的像素电路进行稳定性的比较研究,证明了4T1C电路对阈值漂移有非常好的补偿效果,并指出增加存储电容值和驱动TFT的宽长比可有效提高OLED电流的保持能力。     

基于现场可编程门阵列的加速器同步控制器设计

针对加速器驱动次临界系统（ADS）注入器Ⅱ的控制中对于同步触发信号的要求,设计了基于现场可编程门阵列（FPGA）的高精度同步控制器,它能为加速器设备提供同步工作所需的脉冲信号。控制器采用粗延时结合精延时的方式,FPGA实现粗延时,专用延时芯片实现精延时,提高了延时精度,同时增大了延时、脉宽及周期的调节范围。测试结果表明,该控制器输出脉冲的最小延时步距为0.25 ns,延时、脉宽及周期调节范围为1 s~2 s,周期抖动的标准偏差为70 ps。该控制器输出信号满足要求,程序界面操作简便,通过串口RS-422远程控制稳定可靠。     

基于现场可编程门阵列的加速器同步控制器设计

针对加速器驱动次临界系统(ADS)注入器Ⅱ的控制中对于同步触发信号的要求,设计了基于现场可编程门阵列(FPGA)的高精度同步控制器,它能为加速器设备提供同步工作所需的脉冲信号。控制器采用粗延时结合精延时的方式,FPGA实现粗延时,专用延时芯片实现精延时,提高了延时精度,同时增大了延时、脉宽及周期的调节范围。测试结果表明,该控制器输出脉冲的最小延时步距为0.25ns,延时、脉宽及周期调节范围为1μs~2s,周期抖动的标准偏差为70ps。该控制器输出信号满足要求,程序界面操作简便,通过串口RS-422远程控制稳定可靠。     

基于FPGA的CMOS图像传感器的驱动开发

对比分析了COMS图像传感器IBIS5-A-1300的两种工作模式,使用Verilog语言对图像传感器的驱动时序进行硬件的描述,并用ModelSim对卷帘模式的设计时序进行仿真。采用了Altera公司的cycloneⅡ系列器件EP2C20F48418进行配置和验证,结果证明了时序电路的正确性。该系统适用于航天领域空间图像采集任务。     

基于MOSFET的6×10单元快速固态调制器

 利用快速高重复频率的脉冲凸轨技术可以实现合肥光源的光脉冲间隔的可调。为了获得这一快速高重复频率的强流短脉冲,采取基于MOSFET的固态调制器技术。设计出了一套10路MOSFET开关并联、6级感应叠加的实验样机结构,包括快速时钟信号产生、功率驱动电路设计、感应叠加式阵列结构。样机获得了底宽为100 ns、重复频率20 kHz、峰值电流60 A、峰值电压2 kV的功率脉冲。     

有机电致发光器件及显示驱动研究进展

经过30多年的发展,得益于对高效有机半导体材料、新型器件结构、器件工作机理的深入理解以及产业界坚持不懈的工程探索,有机发光二极管（Organic light-emitting diodes,OLEDs）的综合性能取得了突破性进展,并成功实现了商业化应用,OLEDs新型显示已成为新一代信息技术的先导性支柱产业。本文将从OLEDs器件角度阐述有机电致发光器件以及显示驱动的研究进展,首先结合光电器件性能提升介绍OLED的基本器件结构演变过程,随后系统性重点阐述现阶段产业上广泛使用以及极具应用前景的器件结构,包括p-i-n OLEDs器件结构、叠层器件结构、非掺杂器件结构,最后简述OLEDs显示驱动技术,以期为相关科研工作者提供一些有益的参考。     

基于MOSFET的6×10单元快速固态调制器

利用快速高重复频率的脉冲凸轨技术可以实现合肥光源的光脉冲间隔的可调。为了获得这一快速高重复频率的强流短脉冲,采取基于MOSFET的固态调制器技术。设计出了一套10路MOSFET开关并联、6级感应叠加的实验样机结构,包括快速时钟信号产生、功率驱动电路设计、感应叠加式阵列结构。样机获得了底宽为100ns、重复频率20kHz、峰值电流60A、峰值电压2kV的功率脉冲。     

热激活延迟荧光OLED稳定性研究

以双极性材料4,4'-bis(carbazol-9-yl)biphenyl(CBP)为主体,绿色热激活延迟荧光材料(4s,6s)-2,4,5,6-tetra(9H-carbazol-9-yl)isophthalonitrile(4CzIPN)为客体,制备了一种多层有机发光二极管.通过改变4CzIPN的掺杂浓度,研究了掺杂浓度对器件光电性能及稳定性的影响,发现4CzIPN掺杂浓度为12%时器件性能最佳.通过设计正向恒流反向恒压的交流驱动电路并对交流驱动电路参数进行优化,研究了驱动方式对延迟荧光有机发光二极管寿命的影响,揭示了交流驱动参数对延迟荧光器件寿命的影响规律.研究表明,基于热激活延迟荧光的有机发光二极管在使用频率为50 Hz,反向偏压为0 mV,50%占空比的交流驱动时,可获得更高的器件寿命.通过比较直流驱动和交流驱动下相同器件的寿命曲线,发现使用交流驱动时器件寿命是直流驱动时的1.5倍左右.