一种1553B总线协议编解码器的设计研究

编解码器是1553B协议芯片中的重要组成部分。为了自主研发1553B总线协议的IP核,满足对1553B协议芯片的广泛需求,设计了基于1553B总线协议的编解码器。对编码器和解码器采用自顶向下和独立设计的方法,充分利用同步时钟方法,提高了可靠性,有效解决了数据间干扰和亚稳态问题。通过仿真验证,结果表明设计实现了编码与解码功能。最后在FPGA硬件平台上进行了实际调试,测试取得了良好的效果,结果符合设计要求。     

绝对式光电编码器动态误差采集系统

在绝对式小型光电编码器动态特性检测中,为了对匀速变速转动下编码器的高速误差进行数据采集,提出了编码器误差数据准确采集方法,并设计了绝对式光电编码器动态误差采集系统。首先,通过对被测编码器输出角度数据所表达真实角度准确时刻的分析,提出了编码器误差数据的准确采集时刻是在编码器输出数据变化的边沿时刻。然后,通过对误差采集时采集数据量、采集速度及传输速度的分析,确定了以FPGA+USB设计制作硬件电路,实现编码器误差数据的全分辨率采集。最后,通过计算机软件实现对误差数据的计算、显示和打印。经过实验,系统可以高速、准确地采集到快速转动下编码器所有角度的误差数据,能够满足小型绝对式光电编码器动态特性检测的要求。系统具有采集数据高速、准确等优点。可以实现对90 r/min以下转速的16位编码器的数据采集。     

基于非线性跟踪微分器的编码器数据采集应用

针对某望远镜转台使用的SSI接口绝对式编码器,提出基于FPGA读取编码器信号的方案,并给出非线性跟踪微分器的测速滤波方法,同时采用预报补偿的方法解决滤波后的相位延迟问题。根据读取到的编码器位置信息,能够准确快速地估计出速度值,滤除信号中的随机噪声干扰。该方案不依赖对象模型,算法简单,调节参数少,计算量小,易于在工程中实现。通过仿真分析和实验验证表明,该方案能够准确读取绝对式编码器码值,根据码值信息估计速度信息,转台以0.05(°)/s转动时,速度波动方差降低了3.46(″)/s,改善了低速运行的平稳性。实验证明了该方法的准确性和有效性,具有良好的使用价值。     

基于DSP的绝对式光电编码器串行接口设计

为了实现SSI接口的绝对式光电编码器在电机伺服控制系统中对电机位置的检测,采用了DSP芯片TMS320F2812的通用I／O口模拟SSI接口与绝对式编码器之间的通信,编写了模拟SSI接口通信时序程序并做了绝对式编码器位置检测实验,获得了绝对式编码器全范围的输出值,单圈数值为O-25536,经4096圈可输出范围O-268435456数值。得到了绝对式编码器在电机伺服控制系统中可实现位置精确采集和精确控制以及利用通用I／0口,实现SSI接口通信,其具有设计简单、成本低、易维护、位置检测精确以及可替代专用解码芯片的特点。     

航天级双读数多圈绝对式光电编码器设计

利用多圈光电编码器具有体积小、量程大以及数字量输出等优点,设计了基于双读数系统的航天级多圈绝对式光电编码器。根据航天相机的精度要求,采用精度高、分辨率高的绝对式矩阵玻璃码盘作为一级码盘完成角度测量;根据电机转动的计数要求,采用重量轻,体积小的绝对式矩阵金属码盘作为二级码盘完成对一级码盘的转动圈数计数;其具有的双狭缝及双读数系统可实现信号处理电路冷备份。按照鉴定级航天产品要求,通过热学环境实验和力学环境实验对编码器性能进行了验证。实验结果表明,所设计的编码器精度范围为±100″内、分辨率为80″、测量圈数为16圈、外形尺寸为φ50 mm×50 mm、重量为270 g,稳定性高、可靠性强,且满足高分辨率航天设备设计指标。     

CMMB标准中RS编码的FPGA实现

简要介绍了移动电视传输标准CMMB中RS(里德-索罗门)编码的特点.采用Matlab进行算法验证,并用FPGA实现.字节交织使用乒乓流水线结构,缩短了等待时间.针对k=176设计出节约成本的编码器.提出利用VGA接口获取FPGA验证数据源,使用"编码-解码-重现"的模式对RS编码器充分验证.     

空间望远镜次镜六自由度调整机构精密控制

为满足空间望远镜在轨主动光学控制需求,需要精密调整次镜相对于主镜的六自由度位姿,为此,针对6-PSS Stewart平台构型的次镜精密调整机构,设计完成了基于并联机器人关节空间方法的运动控制系统。以DSP和FPGA为核心处理器,编码器为反馈元件,集成电机三相桥为驱动元件,设计完成了次镜六自由度调整机构的运动控制电路。基于次镜调整机构的顶层逆运动学模型和底层连杆控制系统,设计完成了次镜六自由度调整机构的运动控制算法,该方法参数易于调整,利于工程实现,满足空间运动机构高可靠性调整需求。试验结果表明,该运动控制系统能够满足全行程内0.7 m （位移）和3（角度）运动调整精度需求,能够满足空间望远镜主动光学调整任务。     

基于FPGA的RCN226绝对式编码器通信接口设计

实现了一种基于FPGA的绝对式码盘智能接口的设计,用以进行绝对式编码器和DSP之间的通信。此接口根据FPGA模块化设计的特点,把整个设计任务划分为若干功能模块,分别对这些模块进行设计,最后把各个功能模块进行综合,以完成整个设计。实验结果表明,该接口基本可以替代价格昂贵的专用接口芯片,降低产品成本。     

Turbo乘积码编码器的FPGA设计与实现

Turbo乘积码(Turbo Product Codes)是一种先进的前向纠错(FEC,Forward Error Correction)信道编码,纠错性能好,编码效率高,同时由于其编码构造采用了线性分组码,所以译码方法简单,实现复杂度低。本文对Turbo乘积码编码技术进行了研究,给出了编码器的FPGA设计实现方案,该编码器的设计在Xilinx公司Virtex-II系列的FPGA平台上进行了实验验证。实验结果表明,本设计的编码器满足预期指标要求。     

轻量化绝对式多圈光电编码器研究

为有效减小多圈编码器体积、重量并满足高位数多圈记忆的要求,设计了轻量化绝对式多圈光电编码器。多圈编码器采用绝对式矩阵码盘设计,将编码器的绝对码设计在齿轮上,减小了以往绝对式多圈编码器的多级码盘结构和齿轮结构;采用多级齿轮串行结构,缩小了多圈编码器齿轮的高度,便于安装、结构简单。设计的14位超高位数绝对式多圈光电编码器,外形尺寸为φ60mm×20mm,圈数为214=16 384圈,实现了电机转动圈数的绝对记忆功能,具有圈数记忆位数高、重量轻的特点。     

基于FPGA设计EnDat编码器数据采集后续电路

随着集成电路技术的发展,FPGA以其体积小、速度快、功耗低、设计灵活、利于系统集成、扩展升级等优点,被广泛地应用于高速数字信号传输及数据处理。EnDat数据接口是适用于编码器的双向数字接口。EnDat可传输编码器的位置值,也能传输或更新保存在编码器中的信息或保存新信息。在此介绍了EnDat接口的特点、功能、时序和数据传输、OEM数据存储,以及编码器数据采集后续电路设计方案,基于FPGA编码器接口的设计,用以进行编码器和DSP处理器之间的通讯。     

单圈绝对式光电轴角编码器译码技术

单圈绝对式编码器相比于增量式编码器及传统的绝对式编码器有独特的优势,其关键技术在于译码系统的设计及译码算法的研究。为了提高单圈绝对式编码器集成度、响应速度及精度,设计了译码系统,该系统采用线阵CCD作为码盘图像光电转换装置,并利用FPGA实现电路控制及译码算法。同时提出了新的译码算法,该算法一方面将CCD输出信号二值化后的电平信号高电平计数,判断组合得到粗码信息;另一方面应用质心法进行细分定位,通过计算条纹质心与虚拟中心的偏差得到细分角度值。最后,通过两者结合得到角度信息。基于该系统研制的经纬仪样机精度达到2。     

微光探测成像系统电路设计与实现

为满足微光遥感卫星领域对微光探测的需求,本文提出了一种基于微光CMOS图像传感器GSENSE2020的成像电路设计。该成像电路通过FPGA实现了对图像传感器的驱动控制以及高速图像数据的接收和传输,通过DC/DC和LDO（low dropout regulator）为图像传感器提供了低噪声供电电源,采用PMIC（power management IC）解决了FPGA上电时序问题,利用DDR3实现高速图像缓存与处理,采用eMMC达到图像数据存储速率与容量的需求,应用FPGA的IP核及原语代替CameraLink接口转换芯片实现CameraLink通信协议,从而完成图像数据直接在CameraLink接口的高速传输。实验结果表明,成像系统电路功能及性能都达到了预期设计目标,系统的输出数据率可达2.4 Gbps,帧频高达25 fps,信噪比达到45.5 dB。     

无线发码通用遥控编码芯片的ASIC设计

提出了一种通用遥控编码芯片的设计方案,阐述了芯片功能原理,对各模块的主要电路进行了设计、分析,其中给出了一些设计巧妙的电路结构,整个设计采用全原理图输入方式,最大程度地简化了电路,最后对整个方案进行了仿真.这种通用遥控编码芯片可以完成对遥控电路发送端数字基带信号的编码.外围电路简单,大大简化了板极电路的复杂度、成本低,可靠性高.这种编码芯片可以应用在家用电器遥控、车库门控制、防盗报警系统等多种遥控场合.FPGA是一种新型的高密度大容量的PLD.整个方案在FPGA中通过了原型验证.     

基于DSP与FPGA的四轴运动控制器设计与研究

针对数控系统的工作特点和要求,通过对DSPTMS320F2812、FPGAEP2C8F256C6及以太网控制器RTL8019AS的深入研究,设计了一种基于DSP与FPGA的运动控制器。该控制器以DSP和FPGA为核心器件,针对运动控制中的实时控制、高精度等具体问题,规划了DSP的功能扩展,并在FPGA上扩展了功能相互独立的四轴运动控制电路。该电路实现了四路控制信号输出,四路编码信号的接收和处理,以及原点信号,正负限位信号等数字量的接收和处理。具有结构简单、开放性、模块化等特点,能够较好的满足运动控制器的实时性和精确性。     

基于LVDS接口的PCM解码板设计

介绍了一种基于LVDS接口的PCM解码板的系统组成,重点说明了LVDS接口的各分层协议及基于FP-GA实现的PCM解码方法,讨论了LVDS总线以时钟和数据恢复技术解决限制数据传输速率的信号时钟参差问题。通过测试分析,该板在PCM解码的抗干扰能力及实现解码数据的高速、可靠传输方面均达到了系统提出的技术指标。     

基于FPGA的双通道旋转变压器测角系统

提出了一种基于FPGA的双通道旋转变压器测角电路设计方案,通过FPGA来控制AD2S82A、AD2S80A的解码和同步问题。同时用FPGA对转换后数据进行误差补偿和组合,以及二进制角度值的转换,提高了整个系统的集成度和可靠度。整个电路在Altium Designer 9.0设计环境下设计实现。采用Altera公司的EP2C35F484C6型FPGA芯片进行FPGA部分的仿真,实验和仿真的结果很好地实现了该方案的设计功能,并满足高精度、高速度转换的设计要求。     

基于PXIE总线的高速CCD数字图像采集系统设计

为实现高速电容耦合器件（CCD）数字图像采集传榆,提出一种基于PXIE总线和CameraLink协议的高速图像采集系统设计方案。设计了CameraLink硬件接口电路,实现了视频数据信号的接口设计、控制信号的接12设计、串行通信信号接口设计;同时采用Xilinx公司的Virtex-5LX50T型FPGA作为PXIE传输控制器,并对IP核进行了开发,减少了外围电路设计难度。创新性地运用直接内存访问的工作方式对PXIE传输速度进行优化。实验结果表明,PXIE配置为8通道时,读取数据速率达到1504MB／s,写入速率达到了1490MB／s,可以满足高速CCD数据的传输要求。