一种多功能视频信号源设计

针对目前视频信号源功能单一的现状,提出了一种便携式多功能视频信号源系统设计方案。详细阐述了信号源系统的硬件及软件设计,方案基于便携式、多功能、可靠性三方面的考虑,设备采用AMD的APU芯片平台,减少了FPGA资源消耗,简化了硬件电路设计,配套软件采取模块化设计。视频信号源可提供多种制式的测试图像,同时可根据特定要求产生特殊制式或信号,实验结果表明,该多功能信号源系统稳定性好、可靠性高、使用便捷,满足设计需求。     

一种新型多功能信号源系统的设计

为适应航天领域遥测外系统的快速发展,提出了一种新型多功能信号源系统的设计。系统以FPGA为逻辑控制单元,采用PCI总线接口实现了与上位机的通信,同时结合AD5628、AQY210及RS422接口芯片稳定地输出了多路模拟信号、开关信号及一路PCM信号。重点阐述了信号源系统硬件及软件设计中的关键技术。试验结果表明,该系统能够提供多种高精度、高可靠性的信号,且工作性能稳定,抗干扰能力强,数据传输速率达到40Mbps,PCM码率高达983.04kbps,满足了系统设计的要求。     

通用串行航空总线综合测试系统设计

针对目前串行航空总线测试设备功能单一的问题,设计了一种兼容多总线的便携式通用串行航空总线综合测试系统。方案采用模块化设计,详细叙述了系统的硬件及软件设计,系统由通用串行总线仿真设备终端与测试分析设备构成,系统涉及多种串行航空总线,可完成多总线仿真激励输出、监控接收及数据仿真分析功能,可最大程度满足航空电子系统的设备与系统仿真需求。实验结果表明,该通用串行航空总线综合测试系统稳定性好、可靠性高、使用便捷,满足设计需求。     

基于PXI总线的导弹测试系统设计

为了满足某型导弹的批生产测试需求,设计了基于PXI总线的导弹测试系统。介绍了该测试系统的系统组成、工作原理,详细阐述了硬件系统和软件系统的设计方法和思路。经过实践证明,该测试系统可实现导弹的全时序自动化测试,工作稳定、可靠性高,能够很好的满足某型导弹的测试需求。     

关于SpaceWire总线接口可靠性的研究

为满足航天器有效载荷间高速数据传输的发展需求,提出了两种SpaceWire总线可靠性的改进方案;在SpaceWire总线描述的基础上,分析了字符的正确性校验和传输过程中的错误及检测恢复机制等提高可靠性的方法;针对通信链路发生物理性故障的问题,提出了两种基于硬件冗余机制的SpaceWire可靠性改进方案,一种是在系统间建立两个相独立的协议装置,另一种是使用多路输出选择器进行切换将数据传输给目的节点;通过实验验证,两种方案能够处理通信链路出现物理故障的问题。     

基于PXI接口多通道信源卡设计

多通道信号源是多路采集系统自检与测试系统的重要组成部分,为提高信号源的通用性,可靠性,可扩展性及小型化,结合PXI总线技术,设计出多通道信源卡;详细介绍了波形再生硬件模块,外部SRAM存储波形模块及满足设计要求边沿时间短的矩形波的软硬件设计,同时使用VHDL语言编写了数据通信协议模块,实现FPGA与计算机之间的正常通信。     

基于FPGA的HIMM同步高频信号源设计

针对医用重离子加速器装置(HIMM)同步加速器对于高频系统不同能量波形输出的需求,设计实现可输出不同能量对应腔体电压及偏磁电流波形的同步信号源。该系统以ARTERA公司FPGA作为核心处理元件,接收并处理多组腔体电压及偏磁电流波形文件,同时以DAC作为输出单元,通过接收同步光触发信号实现不同能量对应给定波形信号的无缝切换及同步输出,完成HIMM同步高频信号源的设计。测试结果表明,该信号源工作稳定,可实现各种不同能量对应波形的无缝切换及同步输出,其性能完全满足HIMM系统对碳离子捕获加速的要求。相比于商业任意波形发生器产品,该系统价格低廉,且模块化的设计易于集成,可广泛应用于其他需产生任意波形信号的场合。     

基于STM32的飞机电气负载管理中心设计

传统飞机远程配电系统使用采样电阻对模拟电参数进行采集,硬件电路繁琐,实时性、可靠性和采样效率在实用中很难满足系统要求;针对这种情况,设计一种基于STM32的飞机电气负载管理中心方案,采用RN8209计量芯片替代传统的采样电阻,设计模拟量采集模块电路,通过MODBUS协议与控制内核通信,完成汇流条以及负载电压、电流的采集;以μC/OS-II实时嵌入式操作系统为软件平台,给出了电气负载管理中心的整体框图,硬件接口电路和系统程序设计;实验结果表明,电气负载管理中心实时性得到有效提高,采样精度得以保留;该方案有效地简化了硬件电路,获得满意的采样效率,同时系统的可靠性增强。     

基于FPGA和AD768的精密程控直流信号源设计

提出了一种基于FPGA和AD768的精密可程控直流信号源实现方案。该方案通过USB2.0接口芯片接收计算机发送的信号源控制命令,以FPGA逻辑控制DAC的方式实现信号源的可程控设计,重点介绍了AD768的硬件电路设计及提高信号源精度的关键技术。实际应用表明,该信号源具有高精度、可程控和稳定性好等优点,具有很高的参考价值。     

激光原型装置预放能量的精密控制

 基于原型装置的光路设计,确定了采用半波片和偏振片实现对预放系统输出能量的精密控制的方案,并对该方案进行了流程设计和系统集成。通过实验验证了该方案的可靠性,实验结果显示：该方案可对预放系统的静态能量和发射输出能量进行有效的控制;可在30 s内将系统静态能量控制在3%以内,可在1~2发内使预放发射的输出能量的偏差迅速降到5%以内,且能量输出的结果有较好的重复性。     

基于FPGA和CAN控制器软核的CAN总线发送系统的设计与实现

基于FPGA嵌入式片上可编程技术,采用现有的CAN总线控制器软核模块,设计了软核控制程序,将由CAN控制器软核及其控制程序组成的CAN发送软件嵌入在FPGA内部,开发了CAN总线通信系统,实现了对CAN总线数字量的发送。经过软件仿真验证、静态时序分析和硬件系统测试,仿真和测试结果表明,该系统设计合理,方案可行,时序正确,功能、性能满足要求。系统将硬件软件化,有效的减少了外围芯片的数量,降低了系统的体积和功耗,提高了产品的集成度、通用性和可靠性,具有良好的实用价值和推广前景。     

一种采用隔离变送器模块的高精度矿井参数采集系统设计

分析矿井数据采集技术的背景,对比光耦隔离采集技术,设计了一种采用隔离变送器模块的高精度矿井参数采集系统,并提出了系统的设计体系结构。详细阐述了基于隔离变送器模块的软硬件实现方案,包括信号隔离变送电路设计、信号调理电路设计、滤波电路设计、数据采集电路设计、基于ARM的主控电路设计和基于uC/OS-II嵌入式操作系统的软件及各任务子模块设计。重点分析了ADC采集的工作时序和主控程序设计流程。实际测试结果表明,采用隔离变送器模块的高精度矿井参数系统,采集误差系数维持在0.1%以内,采集准确度高于99.9%,在矿井复杂噪声环境下,采集精度高,受环境影响小,工作稳定可靠,达到了设计的指标。该系统已经铺装使用,并取得了良好的经济效益。     

一种改进式TAC的高精度时间间隔测量系统的实现

设计了一种基于改进式时间-幅度转换器(Time-Amplitude Converter, TAC)的高精度时间间隔测量系统。该系统采用集成运放设计TAC中的电流可控的恒流源,并对TAC内部的积分控制部分加入宽带直流放大电路,来提高时间间隔测量的精确度;采用高精度的模数转换器采样TAC的输出,实现高精度时间间隔测量中的模拟到数字的转换;采用现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array, FPGA)完成系统软件设计,实现对TAC的控制。通过变换TAC的采样电阻的阻值,使恒流源输出不同的电流对电容进行充电,从而使TAC的输出电压满足高精度模数转换器(Analog-Digital Converter,ADC)采集电压的要求。实验表明,在测量时间范围为1us,800ns,400ns,200ns时,该系统的时间间隔测量的最小时间精度为400皮秒。     

闭环光纤陀螺数字信号处理系统设计

针对光纤陀螺信号处理要求实时性高、算法较为复杂的特点,提出了一种以Xilinx公司的现场可编程门阵列XC6SLX16为基础的闭环光纤陀螺信号处理方案。根据光纤陀螺高精度和匹配性要求,对闭环信号处理系统关键的模数转换器和数模转换器的选择进行了理论分析,并对系统的硬件和软件进行了设计。对试验样机的测试结果表明,该系统能准确快速地实现光纤陀螺信号检测,体积小、功耗低、可靠性高,对光纤陀螺的工程化具有实际的参考意义。     

基于嵌入式计算机的核测系统设计与应用

嵌入式系统以功能专一、集成度高、可靠性高、功耗低等优点,在核测量领域方面有着巨大的应用前景。设计基于嵌入式计算机PCM-3343核测量系统具有模拟信号采集、脉冲信号采集、开关量信号采集、模拟输出、开关量信号输出等功能,以触摸屏、液晶屏、键盘鼠标作为人机交互接口。根据功能要求,硬件上设计了基于PC104总线的具有相应功能电路模块,软件方面设计了基于FPGA的功能模块、基于Windows CE 6.0的嵌入式操作系统的应用程序和基于迪文触摸屏的软件界面。该系统在核电厂硼浓度计、反应堆集中数据采集系统、数字反应性仪等设备上均有良好应用。     

多路高精度机器人控制器软硬件设计及优化

为实现多路高精度伺服电机驱动控制,设计了由软件和硬件组成的机器人控制器系统。控制器包括ATMEGA8微处理器搭配74HC595的硬件结构和冒泡算法两部分,可以产生多达32路的PWM信号,但测试结果显示输出信号精度不高。为进一步提高PWM控制信号的输出精度,将软硬件进行了优化,设计了以STM32微处理器为核心采用定时器分时算法的控制器。该控制器利用4个定时器并行输出多达32路的高精度PWM信号,在机器人和自动控制领域有很好的应用前景。     

机载新型机电管理系统综合检测技术研究

针对现代飞机高集成度机电管理系统的测试与仿真需求,提出一种基于PXI技术的新型机电管理系统综合检测系统设计与实现方案。在该方案中,机电管理系统的所有信号经过信号接口盒后进入到综合检测系统中,通过断点模块连接机电管理系统产品,在断点模块可以对综合检测系统的所有信号进行监控测试、信号验证及分析处理;通过硬线、RS422总线、GJB289A总线、ARINC429总线形式将机电管理系统和机电管理系统综合检测系统相连接。该系统可有效节省硬件资源、准确实现信号级故障隔离,可实现机电管理系统硬件和软件的独立检测并且可实现多台机电管理系统的测试和检验;与传统手动检测相比,可以平均节省60%的检测时间。通过测试和试验,机电管理系统综合检测系统工作稳定、可靠。     

基于AD698的线性差动式位移传感器解码电路设计

线性差动式位移传感器(LVDT)由于其灵敏度高、线性度好、分辨率高、寿命长、可靠性高等优点,已广泛应用于机载测试系统中;为了设计出精度高,稳定性好,能够满足机载测试需求的LVDT传感器解码电路,分析了LVDT传感器磁芯位移与输出电压信号的关系,研究了AD698的内部解调原理,设计出了基于AD698的信号解码电路;该电路通过外围元器件产生传感器所需的激励信号,并对激励信号和传感器输出信号进行解调得到与传感器磁芯位移成正比的直流电压;最后通过实验验证该电路具有结构简单、稳定性高、精度高的优点,能够满足机载测试的要求,且该电路已经过高低温和振动试验,并成功应用于机载测试采集系统中。