一种新型遥测模拟测试系统的设计与实现

为保证箭上设备的高可靠性,提出一种新型模拟测试系统的设计方法,以FPGA为核心,模拟外部遥测系统所需测量参数。系统采用PCI9054实现与上位机的接口设计,通过各模块硬件电路及软件协议的综合设计实现了-10 V~10 V的各直流模拟信号以及RS485数字信号的高可靠性稳定传输。经长期实验表明：模拟信号输出稳定,输出误差±80 mV,异步串行通信稳定可靠,系统数据传输速率可达到40 Mbit/s。     

一种多采样率混合编帧数据采集技术的设计与实现

本文以FPGA为主控芯片,设计了一种多采样率混合编帧数据采集技术;重点介绍了A/D转换电路的设计;针对多采样率模拟量通道切换的问题设计了多级模拟信号通道选择拓扑结构;针对速变信号和缓变信号设计了帧结构表,有效的解决了多采样率下复杂信号的采集输入问题;通过试验,可以验证该数据采集技术具有多通道、精度高、可以适应不同采样率传感器等优点;使用该技术的采编器经过了多次高低温和振动试验,性能稳定可靠,目前已经应用在某飞行器大型地面试验中。     

基于高速FIFO的远程图像数据采集存储系统

针对图像信号数据容量大、速度快的传输特点,设计了基于高速缓存FIFO的远程图像数据采集存储系统。硬件系统采用FPGA作为中央控制单元,IDT72V285作为图像数据的高速缓存FIFO,用以采集、编帧、传输和存储两路图像信号,最终通过计算机回读数据,并实现对图像数据的还原处理。高速缓存FIFO设计、FLASH写入和数据远程读取是整个系统的关键部分。经试验验证,该图像数据采集存储系统性能稳定,数据存储可靠,满足实际测试要求。     

一种使用Flash阵列存储数据的方法研究

在航空航天领域,随着飞行器性能的提升,研制过程中试验所需的数据存储量和数据存储速度也在不断提高。该文基于高速大容量数据存储的目的,利用FPGA的强大数据处理能力,进行Flash存储阵列及流水线管理的设计,并针对Flash阵列坏块检测和突发坏块提出了对应处理方法。通过对不同组合方式的存储阵列速度及存储容量进行研究对比,得到了一种使用Flash阵列进行高速数据存储的设计方法。相较单片存储,设计的存储阵列数据存储容量和速度成倍增加,且存储阵列的有效块利用率在99%以上。     

基于侧向耦合结构的准分布式光纤液漏传感器

针对现有的准分布式光纤传感测量技术复杂、精度不高且响应时间较慢等问题,设计出一种实时性高且成本更低的准分布式光纤传感器。传感器主要由柔性LED灯带和带有侧向耦合结构的聚合物光纤组成。侧向耦合结构被LED逐一照亮,形成一系列传感单元。光通过侧向耦合结构入射聚合物光纤中,当LED和耦合结构之间的介质改变时,耦合光强增加,光纤两端输出光强随之增加,则可将液漏事件转化为耦合介质改变来测量。结果表明,准分布式光纤液漏传感器具有检测和定位漏水信号的能力且定位精度小于等于10cm,实现了液漏检测和漏点定位的功能。     

一体式无线无源振动传感器设计

现阶段无线传感器的供电主要依靠的依然是一次电池或可充电电池,无论哪种电池,其寿命都是有限且短暂的,大量的更换及废弃势必会对生态环境造成极大的污染。由此提出一种基于振动能量采集的自供电传感器,基于电磁感应对振动能量进行采集利用;低功耗单片机利用所收集的能量对发电单元所产生的信号进行采集,作为振动传感信号。实验结果证明,该无源传感器可在2 Hz^200 Hz的振动环境下稳定的工作,所采集的信号同样与实际振动环境一致。     

基于游标效应的双芯光子晶体光纤温度传感器

设计了一种基于双芯光纤耦合效应和游标效应的高灵敏度温度传感器,传感器是由2个相差一定长度的双芯光子晶体光纤和单模光纤级联构成。双芯光子晶体光纤通过级联实现游标效应,同时对纤芯中间的气孔填充乙醇实现温度传感。仿真结果表明,该温度传感器在35℃～45℃范围内的平均温度灵敏度可达-20.37 nm/℃。与单纯依靠双芯光子晶体光纤能量耦合效应的传感器相比,该传感器的温度检测灵敏度提高了10倍。     

基于FPGA乘法器的FIR滤波器系统设计

针对传统的FIR滤波器的缺点,介绍了一种基于FPGA乘法器的FIR滤波器设计方法,该滤波器利用FPGA自带的18位乘法器MULT18×18SIO进行乘法计算,利用寄存器对相乘结果进行累加,实现了FIR滤波功能。该滤波器具有占用极少的资源、提高滤波速度和高速灵活性等优点。     

基于FPGA联合Sobel算法的实时图像边沿检测系统的设计与实现

边沿检测技术作为数字图像处理领域的重要一支,在目标匹配,交通管控,国防安全等多个领域有着广泛的应用,能够精确高效地实现边沿检测对于后续进行更高层次的图像识别以及图像处理有着密切的联系。为了实现实时有效的图像边沿检测提出了基于FPGA结合Sobel算法的实时图像边沿检测系统,硬件使用流水线结合并行处理的解决方案,能够有效提高图像处理的速度;算法设计采用Sobel算法,不但简化了运算同时获得了不错的检测效果。实验结果显示,系统可高效地达成实时图像边沿检测的设计目的,而且提升了图像的处理效率与边沿检测的效果,便于满足后续图像处理的要求。     

一种具有时标对齐功能的存储器设计

大型装备在实验中获得的数据对后续设备的研究及改进有着重要意义,因此获得可靠有效的实验数据至关重要。该文提出了一种基于FPGA的数据存储器设计,通过工作模式、接口电路、时标对齐及存储逻辑等的设计,实现了对多路数据的可靠存储。经实验验证,该存储器时序控制合理、工作状态可靠,能够满足高可靠性的实验数据获取要求,对装备的研发及改进有着重要的参考依据。