基于直接数字频率合成技术任意波形声纳信号源的设计

基于直接数字频率合成技术的声纳信号源,重点解决了调频波的相位连续性和波形光滑度的难题。该信号源在硬件电路不改变的情况下,只通过更改软件就可以产生任意的波形。由于直接数字频率合成芯片的高度集成化和简单的外围电路,设计出的信号源是小型化的,可直接应用于声纳浮标的发射源。此外这种技术的高可靠性,又在很大程度上保证了浮标的成活率,具有良好的应用前景。     

采用直接数字频率合成器混频信号的高频功率源设计

 提取直接数字频率合成器芯片AD9850输出的混频信号作为系统的频率源,介绍了高频功率源的结构和原理。系统的工作频率范围为(96±1) MHz,最大输出功率为10 kW。驱动级采用MOSFET晶体管功率放大模块,末级采用高频真空四极管4CW10000B。四极管采用阴地电路,工作在甲乙类。高频功率源采用压控可变衰减器进行幅度调制,为满足系统的频率和幅值稳定度要求,功率源采用带温度补偿的晶体振荡器,并让四极管工作在过压状态。在应用Ziegler-Nichols法整定控制器的PID参数时,为实现控制系统的在线自整定,系统采用了继电反馈法,由极限周期和增益得出PID参数。     

一体化核磁共振数字接收机的设计

提出一种基于AD9874的数字接收机设计,其主要部件如放大器、混频器、数字解调器等都集成在单块芯片中,利用此一体化数字接收机可以大大简化核磁共振谱仪的设计. 最后给出了核磁共振的实验结果.     

HIRFL数字化高频低电平控制系统研究

在HIRFL加速器系统中, 需要对射频加速电压的幅度和相位进行精确控制,以实现对重离子的精确俘获、 加速和引出。传统的幅度、相位稳定控制系统采用幅度和相位两个反馈闭合环路来分别稳定腔体电压的幅度和相位。 数字化高频低电平控制系统(LLRF) 基于可编程逻辑门阵列（FPGA）和数字信号处理（DSP）, 采用直接数字频率合成（DDS）与数字正交调制解调（I/Q）技术来实现对高频功率源的控制。 相位控制精度更高, 系统更加稳定。 目前控制系统在假负载上通过了长期稳定性的实验和高功率实验, 幅度偏差小于或等于±1％, 相位偏差小于或等于±0.5°。 In order to ensure that the beam quality is well enough, we need to precisely control the frequency, amplitude and phase of cavity electric field. Traditional control system consists of amplitude loop and phase loop. And these two loops control amplitude and phase stability respectively. The digital low level radio frequency (LLRF) system, which uses advanced digital control technology, needs only one feed back loop to control amplitude and phase stability. The phase control precision and stability of the system are higher than the traditional control system. The LLRF system is based on field programmable gate array (FPGA) and digital signal processing (DSP), and implemented by direct digital frequency synthesis (DDS) and digital orthogonal modulation and demodulation (I/Q) technology. The digital LLRF system has been tested in a long term stability and high power experiments. The amplitude deviation is lower than ±1%, and phase control accuracy is within ±1°.      

基于双声光偏转器的变频三维数字成像

提出了一种基于双声光偏转器的时序变频三维数字成像系统.此系统可以实时产生并投射具有不同空间频率的条纹结构光序列照明被测物体,可以以视频速率完成任意形状物体的三维传感.整体系统采用全固态结构,无任何机械运动部件,具有高精度、全场测量、动态可编程、普适性好等特点.给出了该三维数字成像系统对一个台阶状物体形貌测量的应用实例.结果证明DAOP对于解决具有复杂几何形状或拓扑结构物体的三维形貌测量问题是一种有效技术.     

相位式激光测距全数字锁相环控制系统

针对减小相位式激光测距中的误差,介绍了一种基于现场可编程门阵列（FPGA）实现的全数字锁相环（ADPLL）控制系统的技术原理。此系统可以提高相位频率检测器的精度,同时不受温度和电压的影响,大幅降低相位式激光测距在测相过程中的频率误差。系统主要由数字鉴相器、数字滤波器和数字控制振荡器等逻辑设备组成,系统中的信号全部为数字信号。实验结果表明,当FPGA内部的参考信号为40 Hz时,采样周期为0.025 s,滤波器在300 ms达到约5 V的电压饱和状态。ADPLL系统避免了模拟电路中常常遇到的不全传输、寄生能力、温度浮动及老化等问题,并且可以在使用重置器件的情况下运行,因此很容易测试和复原。     

相位式激光测距全数字锁相环控制系统

针对减小相位式激光测距中的误差,介绍了一种基于现场可编程门阵列（FPGA）实现的全数字锁相环（ADPLL）控制系统的技术原理。此系统可以提高相位频率检测器的精度,同时不受温度和电压的影响,大幅降低相位式激光测距在测相过程中的频率误差。系统主要由数字鉴相器、数字滤波器和数字控制振荡器等逻辑设备组成,系统中的信号全部为数字信号。实验结果表明,当FPGA内部的参考信号为40 Hz时,采样周期为0.025 s,滤波器在300 ms达到约5 V的电压饱和状态。ADPLL系统避免了模拟电路中常常遇到的不全传输、寄生能力、温度浮动及老化等问题,并且可以在使用重置器件的情况下运行,因此很容易测试和复原。     

一种铷原子频标频率综合器新方案的设计与实现

数字化和小型化是铷原子频标（RAFS）发展的重要方向．在传统铷原子频标电路中,6 840 MHz微波信号与频率综合器产生的5.312 5 MHz信号进行混频,得到用于激励铷原子跃迁的6 834.687 5 MHz微波探寻信号．早期铷频标的频率综合器大量使用了分立的模拟器件,数字化程度低、参数优化工作繁杂、电路体积较大．目前常用直接数字频率合成器（DDS）方案直接产生5.312 5 MHz信号,但这种数字电路方案通常需要对10 MHz信号进行倍频,它存在频谱纯度较低、相位噪声高等缺点．本文介绍一种产生5.312 5 MHz信号的频率综合器解决方案,这种设计方案在应用DDS器件时无需使用10 MHz倍频电路,它具有频谱纯度较高、相位噪声低、输出频率和相位可调等优点．     

基于ISP器件的可编程变量程数字频率计的设计研究

用ispLSIl032设计了可编程变量程数字频率计逻辑电路，此电路适于工业控制领域的伺服系统和人们日常生活中对数字信号频率的测量．     

基于CPLD的液晶驱动板的设计与实现

本文设计并实现了一种基于复杂可编程逻辑器件的液晶显示屏驱动板.采用“可编程逻辑器件+存储器”的设计方案,将存储器中的数据与液晶屏上的点一一对应.通过对系统方案的分析,设计了时钟模块、接口数据转换模块、存储器模块以及显示模块.使用硬件描述语言编程实现了各个模块的功能,并在QuartusⅡ软件平台上进行了仿真验证,最后下载...     

基于STM32植物动态离子流信号检测系统设计

溶液中无机盐离子的定向流动会产生微弱的电压信号,通过检测电压信号可以计算离子的浓度、植物根系吸收离子的速度,进而获取植物的生理信息。对植物动态离子流信号检测系统进行设计,采用STM32F103ZET6作为主控芯片,利用极低偏置电流放大芯片和高共模抑制比差分放大芯片,给出了信号放大、滤波处理和数据采集电路,对系统噪声来源进行分析,提出了降低噪声的方法,并通过STM32进行A/D转换,把转换数据传输到上位机。该设计实现了植物动态离子流信号的检测,得到了离子在溶液中的流速。     

基于CPLD和单片机的多光谱数字相机下位机设计

介绍一种基于单片机和CPLD结合的多光谱CCD相机下位机系统的设计实现.利用CPLD扩展多光谱相机下位机的输出控制端口.分别用图形输入法和VHDL硬件编程语言作为CPLD的输入方式,使之成为一个多用途I/O端口扩展芯片,既简化了电路设计,减小了电路尺寸,降低了电路功耗,又便于修改配置,非常适合于多光谱遥感相机下位机系统应用.     

导弹数字舵机多通道信号转换及传输系统设计

针对全数字电动舵机无法直接使用传统的模拟信号及数据传输过程中丢帧、串帧、等待时间过长等问题,设计了一种基于DSP的多通道信号转换及传输系统,该系统采用片外AD及DA转换器实现信号转换,并针对传统通信算法存在的弊端,提出新的方法,实时配置FIFO中断等级,实现存在扰动情况下的无丢帧、无串帧通信,且执行时间37 μs,提高了系统的稳定性、实时性。     

ADS8325与FPGA在TMSR保护系统中的应用

战略性先导科技专项(TMSR)熔盐堆保护系统中,对接收到的信号需要有较高的数据转换精度,并且保护系统中的元器件具有一定的抗辐射能力。文章主要选用16位串行微功耗、高速、高精度ADS8325芯片和ACTEL公司开发基于Flash技术的具有抗辐射性能的现场可编程门阵列FPGA,设计了熔盐堆保护系统中关键的A/D转换和定值比较单元。整个设计方案用Verilog HDL硬件描述语言实现,并在Libero 平台下进行软件编程实现A/D转换的工作时序和定值比较的控制。文章对方案的软硬件进行了描述,同时分析了相应的测试结果。     

磁共振成像信号的数字化接收系统设计

磁共振成像信号的采集是磁共振成像系统当中最重要的环节之一,设计性能良好的信号接收系统直接关系到成像质量的好坏. 本文根据磁共振信号强度弱、频率高、带宽窄的特性对接收系统进行了统一设计. 详细地对可控增益放大、高速A/D、数字解调以及抽样滤波器等几个部分进行了讨论,给出一整套设计方案,尤其对多级抽样滤波器,根据磁共振成像的性能需求和滤波器的不同特性给出了抽样系数分配和滤波器设计的一般方法. 根据该方案设计出的磁共振信号接收系统有较高的信噪比,已经应用在临床医疗诊断当中.      

大气边界层的实验模拟

通过皮托管将模拟大气流动的风洞中的风速转换成气流的总静压差，再由压力传感器将其转换成电信号，输入到计算机中进行模／数转换处理，经过进一步处理，得到了风洞中风速边界层的模拟廓线．     

多通道实时远距离人工计时信号采集

采用光电偶合器、A/D转换器和并行接口芯片等设计数字信号采集系统实现人工计时信号采集,提高人工计时的效率和准确性。计时裁判员独立操作计时器开关产生的开关量信号用屏蔽电缆通过自带电源式插转箱连接到光电偶合器进行光电隔离,再由A/D转换器进行开关量信号的模数转换,最后由并行接口芯片接收,并通过数据总线发送到计算机。用软件控制人工计时信号的采集、计算、处理、存储和输出,从而实现人工记时信号的采集。     

激光打靶数字延时信号完整性的研究

针对高速数字电路设计中遇到的信号完整性问题,本文给出了激光打靶装置中高速数字电路延时分配原理.根据传输线理论,提出端接迹线最大匹配长度值限定法,结合PCB设计,可避免端接失配反射.由电学理论,建模串扰的产生及消除串扰的端接方式.通过对噪声电流I和瞬态负载电流IL复合干扰分析,采取了相应的抑制方法.打靶实验表明,对保证延时信号的完整性是有效的.     

Design of Header Recognition Filter for Binary Phase Shift Keying in Header Recognition Unit using Time-Space Conversion

Optical header recognition is one key function that enables ultrafast optical routing in photonic packet-switched networks. Especially, optical header recognition based on optical correlation processing has attracted much attention. Header signals using optical codes are decoded using optical correlation processing. We improve the decoding method for Binary Phase Shift Keying (BPSK) header signals in order to suppress crosstalk caused by matched filtering in the header recognition unit. We design a header recognition filter using the technique of a multiple-object discriminant filter (MODF). Results of preliminary experiments show that the designed header recognition filter can suppress crosstalk. The intensity ratio of correlation signals of a target header signal to non-target ones is higher than 1.95 : 1 in case of 4-bits BPSK header signals.     

基于单片机的霍尔效应实验数据采集和显示系统的研发

介绍了一种基于单片机的数据采集、传输和显示系统,该系统是以大学物理实验中的霍尔效应测磁场实验为基础,阐述了其结构、功能、硬件及软件的设计过程。本系统采用单片机通过R232协议和PC机进行通信,通过A/D转换模块、STC89C52RC单片机主控模块、串口通信、数据处理和显示等模块来实现一种高效的数据采集、传输和显示,该系统在实验教学中具有一定的应用前景和商业价值。