多通道高采样率任意波形发生器的设计

任意波形发生器是一种可以产生任意激励信号的测量仪器。输出波形带宽、通道数目以及通道间同步精度是任意波形发生器的关键指标。为了实现高带宽、多存储器并行的结构,并行存储技术被用来突破相位累加器和波形查找表工作速度的限制,然而该结构却存在比传统结构更加复杂的同步误差。针对此问题,该文分析了采用多存储器并行结构的任意波形发生器的同步需求,通过时钟、触发信号的精密分配以及内嵌相位校准模块设计,消除了数据时钟的随机初始相位、随机触发位置以及分频造成的随机相位差。最后对设计的任意波形发生器的相应指标进行测试验证。     

基于数/模变换技术的多种波形发生器的设计

介绍了一种基于数/模变换技术、集成化的多种波形发生器的设计方法。将周期性变化的连续信号经过采样、编码后,获得相应的波代码,波代码存放到EPROM存储器中,一片EPROM存储器可以存储多种波形的波代码,利用波形选择电路选择某种波形的波代码输出,经D/A转换器和放大器输出连续变化的模拟信号。电路中通过改变存储器输出波代码的速度来调节输出信号的频率,改变放大器的放大倍数来调节输出信号的幅值。     

DSP技术在光电测量系统中的应用

数字信号处理DSP是一门新兴技术,在光电测量系统中应用非常广泛.本文介绍了由CMOS图像传感器、静态存储器、可编程逻辑器件、数字信号处理器等组成的光电测量系统,CMOS图像传感器接收光学信号并直接输出图像数字信号,静态存储器存储图像数据,可编程逻辑器件产生逻辑和时序,数字信号处理器进行图像数据处理.测量系统采用了CMOS数据转换、SRAM数据存储和DSP数据处理三级流水线结构,能够实时进行数据采集和数据处理.     

基于DDR2 SDRAM的短周期存储方法

为了实现某高速实时系统中的大量数据存储需求,提出了一种基于双倍速率同步动态随机存储器的短周期存储方法.概述了双倍速率同步动态随机存储器控制器的读、写操作基本原理.为了解决数据持续性交替读入和写出存储器且存取顺序不一致的实际问题,设计了一种短周期存储方法.按照数据存取方式的不同可分为单次突发和多次突发2种模式,其中少行多列的存储结构可使多次突发模式下短周期读写速度进一步提高.对基于双倍速率同步动态随机存储器的短周期存储方法进行了性能分析和功能仿真,结果表明,多次突发模式下的短周期存储方法可以少量的现场可编程门阵列片上存储资源和较高的数据读写速率实现存储需求.     

任意波形发生器中的副波干扰及抑制

任意波形发生器(AWGs)作为一类新的测试激励源，具有广阔的发展前景和实际应用价值。但如何提高其输出频率上限和降低输出噪声是关系任意波形发生器发展的两个重要方面。本文在深入分析任意波形发生器中关键器件D／A转换器的工作特性基础上，揭示了其主要噪声——副波干扰的产生机理；导出了在任意波形情况下D／A转换器的输出波形表达式及波形幅度、相位和副波信噪比的计算公式；提出了两种抑制副波干扰的任意波形发生器实现电路；并给出实验测试结果。     

星载存储器吞吐率瓶颈与高速并行缓存机制

为解决目前星载存储器无法有效支持多路高速数据并行存储的问题,针对载荷数据高速输入需求,对基于NAND Flash的固态存储器的吞吐率瓶颈进行分析,根据固态存储器的固有写操作特性对有效吞吐率的影响,提出了四级流水线操作和总线并行扩展方案;针对多通道数据并行存储、流水线加载连续性等需求,对使用现场可编程门阵列FPGA(Field-Programmable Gate Array)内部双端口随机存取存储器RAM(Random access memory)、外置静态随机存取存储器SRAM(Static Random Acess Memory)等已有缓存方案的不足进行分析,完成了基于同步动态随机存储器SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory)的方案可行性分析与新型存储单元架构设计,最终提出了基于SDRAM的高速多通道缓存与存储协同调度方案.模型仿真与原型功能验证结果表明,方案在极限工况下可将4路高速文件数据连续并行接收缓存至SDRAM中,并可根据各分区缓存状态将文件数据按优先级自主动态写入Flash中,期间缓存无溢出,并最终进入常规动态平衡调度状态,实现了对多路高速载荷数据的并行接收缓存和自主调度存储,且存储器的数据吞吐率可达1.2Gbps,能够满足未来星载存储器对多路高速载荷数据存储的需求.     

基于相机连接接口的大图像实时显示系统

采用高速缓存、帧分多路输出,实现一种实时大图像多显示器联合显示系统。该方案采用现场可编程逻辑阵列芯片,利用双倍速率同步动态随机存储器芯片作为数据缓存单元,通过片上同步动态随机存取存储器乒乓缓存数据,将每帧图像数据平均分配并通过相机连接(Camera Link)接口发给上位机显示。通过Chipscope在线调试软件测试,该实时显示系统支持5路Camera Link输出,每路Camera Link图像输出采用12比特位宽,支持最大数据吞吐量为960Mbps,能解决超大尺寸图像因常规显示器显示范围有限而不能在一个显示器上完整显示的问题。     

基于DE2和FPGA的DDFS设计

基于DE2系统和QuartusⅡ软件,设计直接数字频率合成技术(Direct Digital Frequency Synthesizer,DDFS)的FPGA原型系统.设计中以VHDL实现DDFS所需的关键功能模块;将任意波形数据储存于定制的波形存储器中;利用嵌入式锁相环和分频器调节时钟频率;利用DE2中ADV7123内含的D/A转换器周而复始地将存储器内数字信号转换为波形模拟信号输出.仿真和实测表明了该设计的有效性和准确性,希望成为进一步深入研究和深化EDA实验教学环节的有效向导.     

一种多功能波形发生器

多功能波形发生器以单片78E58和ispLSI1032E为核心，采用DDS技术，RAM代替常用的ROM来存储波形数据．单片机根据需要改变RAM中的数据便可灵活地产生各种所需的波形；采用波形叠加和谐波叠加产生特殊波形，使用手写板输入可以方便地产生各种所需的任意波形．     

武汉电离层斜向返回探测系统波形发生器设计

针对传统电离层斜向返回探测雷达无法探测近距离电离层状态和可操作性差的缺点,为武汉电离层斜向返回探测系统 (Wuhan ionospheric oblique backscattering sounding system,WIOBSS)设计了一套新型波形发生器.该波形发生器采用等间隔收发探测体制,使WIOBSS不但能探测到大范围内的电离层状态,且能获得所用伪随机序列的最大增益性能.该波形发生器依据软件无线电思想,利用高性能现场可编程门阵列和数字上变频器,搭建了一个通用的硬件平台.该平台所有功能通过可编程软件实现,只要加载相应软件,就可以选择不同类型的伪随机序列,任意改变伪随机序列的长度和发射波形的占空比,从而满足不同电离层状态下的探测需求.该波形发生器采用PXI(peripheral component interconnect extensions for instruments)总线技术,设计成为一个小型化、高性价比的PXI模块.实验表明,采用该波形发生器的WIOBSS可清晰获得电离层垂直探测和斜向返回探测回波信息.     

VXI总线任意波形发生器波形数据获取方法

为VXI总线任意波形发生器获得波形数据提出了几种方法，提高了任意波波形发生器产生特殊波形的能力，对用软件方法获得波形数据进行了深入的讨论，并利用该方法编制了实用程序，实际运行结果理想。     

定子斜槽的混合励磁永磁同步发电机研制

在混合励磁永磁同步发电机基础上,研制了定子斜槽混合励磁永磁同步发电机。仿真结果表明：定子斜槽混合励磁永磁同步发电机可以动态实时输出功率,具有很小的电压调整率,可实现全自动调压,过载能力强,输出电压波形正弦畸变率低,不同负载之间相互干扰和影响降低到最低限度,供电品质显著改变,供电系统可靠性大大提高。     

基于EDA技术的多通道信号产生器的实现

基于EDA技术,采用现场可编程阵列(FPGA)芯片和微控制器(MCU)芯片,利用编程的方法完成多路任意波形的信号产生器的设计。由于采用直接数字合成(DDS)技术,所设计的信号产生器具有高的频率稳定度、可编程调整的输出频率值以及多路输出信号之间相位值。实测结果表明,本文所研究的方法和研制的系统是可行的、有效的。     

基于CPLD和单片机的波形发生器设计

介绍了一种基于CPLD和单片机的波形发生器的设计,在MATLAB仿真环境下的任意波形产生原理和实现方法.采用单片机AT89S51作为控制器,分频器和地址发生器由CPLD实现,其输出的数字信号由DAC0832进行转换后得到模拟信号.波形的幅值和频率的控制通过键盘电路和在单片机中编程来实现.     

整流电路输出特性的分析与仿真

整流电路是同步发电机励磁系统中的一个重要环节,它对电力系统运行有着极其重要的影响．本文在对三相桥式全控整流电路的输出电压与导通角及负载特性的关系进行分析的基础上,采用Matlab的可视化的仿真工具Simulink对其进行了仿真研究．结果表明：仿真的输出电压波形与电路分析方法得到的结果具有很好的一致性：采用Matlab／Simulink的可视化仿真可以使复杂电路的分析变得非常直观、快捷、方便,它可以替代实际的电路实验,并可将其应用于电路的设计、调试等过程中．     

用于同步整流的周期性变结构波形整形理论

为了解决某些DC/DC变换器由于存在同步整流驱动死区而使变换效率低下的问题，提出了周期性变结构整形理论. 利用辅助的二极管和开关管对同步整流驱动电路结构进行切换，使之在一个周期内工作于不同的基本变换电路之间，从 而得到理想的同步整流驱动波形.利用周期性变结构整形理论完整地解释了一种现有的电荷自维持电路，并且构造出了一 系列新颖的周期性变结构整形电路.对一个36~75 V输入，5 V/10 A输出，采用周期性变结构整形电路的样机进行了实验 ，结果表明由上述理论所构造出的电路可以消除同步整流的驱动死区，提高变换效率.     

USB主控制器在任意波发生器中的应用

研究和设计了嵌入式USB的主机系统,阐述了其工作机制,并给出了在任意波发生器控制面板上的具体实现,实现了改进波形数据输入方法的目的。首先研究了USB大容量存储类协议和USB主机在数据传输中的动作,然后根据任意波发生器的特点,利用SL811HS实现了USB主机功能,并在此基础上给出了USB存储设备的Bulk-In程序流程。     

一种基于FPGA的PWM脉冲发生器设计

针对级联多电平静止同步补偿装置,采用基于不对称规则采样的SPWM脉冲的生成方法,并研制了基于可编程逻辑门阵列（FPGA）实现的PWM脉冲发生器。以级联多电平3链节H桥静止同步补偿发生器（STATCOM）为例,分析了不对称规则采样的脉冲生成方式,介绍脉冲发生器的基本原理和结构以及实现方法。在保证输出电压波形不对称性得到改善的同时,该PWM发生器也简化了电路的设计,提高了系统的可靠性。     

非均匀气隙对切向永磁同步发电机性能影响

针对永磁同步发电机(PMSG)谐波含量和振动较大的问题,提出采用非均匀气隙削弱齿谐波和齿槽转矩的方法.分析了非均匀气隙永磁同步发电机的运行机理,讨论了不同偏心程度非均匀气隙情况下,永磁同步发电机的空载反电动势、输出功率、电机效率、波形畸变率等参数的变化规律.通过场路耦合法,以一台切向式永磁同步发电机为例进行了仿真,结果表明非均匀气隙能改善气隙磁场波形,电机波形畸变率THD由4.86%降到2.48%,齿槽转矩降低40%.