频控阵雷达多路相参信号源的设计与实现

针对频控阵雷达高相参精度、低复杂度、小型化的设计需求,提出了一种基于FPGA和射频捷变收发器的多路相参信号源设计方案。利用多片射频捷变收发器产生8路基带同步信号,采用将一路发射信号回接到各接收通路的一发多收自校准方式,并运用基于1 bit量化检测校正相位模糊的方法,对多路信号的相位进行检测和调整,实现多路射频信号的无相位模糊相参发射。该信号源设计方案实现复杂度低,占用资源少,可输出多路500 MHz^6 GHz相参的LFM射频信号。     

一种多功能高压断路器机械参数测试装置的设计与研制

高压断路器机械参数是判断断路器性能的重要指标。在断路器安装投入运行前或检修后,按规程要求必须进行机械参数测试。目前,在用的断路器机械参数测试装置以单片机为核心器件,理论上单片机不能同步测量断路器多个断口合/分闸时间,存在不可消除的系统误差与随机误差。因此,以FPGA(现场可编程逻辑门阵列)为核心器件,采用先进的EDA(电子设计自动化)技术研发高压断路器机械参数测试装置,提高其测试准确性和抗干扰能力,并内置校验功能完成自检或为其他测量仪器校准,为电力系统提供电子技术的更新换代产品。     

一种弹体惯性姿态测量数据处理平台设计

摘要：针对某弹体的惯性测姿系统中存在数据量大、处理时间短的问题,采用DSP+FPGA架构,结合FPGA与DSP在不同算法处理上的优势,设计并实现一种弹体惯性姿态测量数据处理平台。本文详细介绍数据输入输出、FPGA处理、DSP核心处理和电源管理系统主要组成部分的设计,简述PCB设计中的处理和部分FPGA程序。实际测试结果表明,该数据处理平台稳定性强、处理性能极好,能够成功应用到某弹体的惯性测姿数据处理系统中,具有很高的工程实用价值。     

基于反熔丝FPGA的纯开环星载步进电机驱动器设计

为了提高运动机构的稳定度,步进电机驱动控制通常采用电流细分的方法,从而将一个步距角分解成若干小步。实现步进电机电流细分驱动通常的方法是将电流闭环引入到驱动控制电路中,由此增加电流采样、比较等软硬件功能模块的同时也增加了单机的复杂度,削弱了步进电机本质上开环驱动的优势。为了提高宇航型号步进电机驱动控制器单机的可靠度,提出了一种基于反熔丝FPGA的纯开环驱动方案,通过预置占空比的方式,在不引入电流闭环的前提下实现步进电机电流细分。通过样机调试,验证了设计的有效性,为后续工程研制提供参考。     

基于RT-LAB的高频链直流变压器实时仿真研究

针对高频链直流变压器多模块特性与高频特性带来的仿真实现困难问题,提出了在RT-LAB仿真平台上实现其实时仿真的具体方法及理论分析。所提出的方法中,控制系统与主电路系统采用不同的仿真步长分别在CPU仿真器与FPGA仿真器中完成,能够在满足两者对仿真步长不同要求的基础上,实现实时仿真资源的充分利用。同时,对高频串联电感的分割原理进行了理论分析,以完成多个FPGA仿真模块的联合实时仿真运行,从而在根本上解决了高频链直流变压器由于多模块化与高频特性所带来的实时仿真矛盾。最后,利用上述理论与方法,完成了一个高频链直流变压器的实时仿真模型,并将其与Matlab离线仿真进行了对比实验。实时仿真实验结果证明了所提出的仿真方法和理论分析的正确性以及高频链直流变压器实时仿真的快速性与实用性。     

基于FPGA的设计继承方法

FPGA的正确性不单单由代码来确定,还需要FPGA开发工具完成整个设计流程后形成正确的电路才能保证设计的正确性.为提高FPGA在实际工程中的开发效率,引入后端工具指导布线法、布局布线工具设计保持法这两种设计方法,通过设计工具使关键信号或者未更改部分的电路布局布线信息继续保留,因此大大减少因部分模块更替对以通过充分测试部分的设计的影响.在工程实践过程中,后端工具指导布线法仅对布线约束控制在40条以下的工程效果较好,但流程较简单;布局布线工具设计保持法流程较复杂,但保持的布线数量可达成百上千条.两种方法各有优劣的地方,设计人员应根据不同的工程需求,选择合适的方法来实现设计继承,以提高调试效率.     

基于大容量FLASH存储器的FPGA重构系统的设计与实现

随着FPGA在各种工业应用越来越广泛,FPGA重构技术在快速的FPGA自动测试中应用越来越广泛.传统的基于JTAG方式和基于配置芯片的FPGA重构方案由于存储配置时间长,配置芯片成本高等原因越来越满足不了快速的多重配置需求.提出了一种基于大容量FLASH存储器的FPGA重构技术,方案采用FPGA作为主控制器,大容量FLASH芯片用于存储目标FPGA的配置数据,可以实现绝大部分不同型号的FPGA器件的快速多重重构,从而满足FPGA芯片快速自动测试需求,提高了整体程序开发和测试效率,节约了芯片的测试成本.     

基于扩展格雷码的高速数据传输加固设计

星载雷达系统由于其工作环境和高速信号传输特性,在数据传输过程中无可避免的会因为各种干扰而出现误码.为了加固高速信号抵抗传输过程中的误码干扰,采用能纠错3位的完备码格雷码,经添加一位奇偶校验位扩展得到的扩展格雷码设计了编译码电路.根据扩展格雷码的生成矩阵和校验矩阵,以及一种硬判决译码算法,基于FPGA实现了扩展格雷码的并行信息编译码器以及串行信息编译码器.行为仿真结果表明该扩展格雷码编码器能正常实现连续编码,同时在模拟星载雷达系统因为干扰而出现的误码时,该译码器能自我纠正编码分组内3个以内的任意误码组合,达到了数据传输加固的目的.     

一种用于超声检漏探头激励的任意波形发生器

超声检漏作为一种新型检漏方法,越来越多地应用于工业现场.为满足超声检漏中超声探头激励的需要,介绍了一种任意波形发生器的设计,利用直接数字式频率合成(DDS)技术,以FPGA作为主要器件,并辅以必要的放大、滤波电路,实现任意波形的产生.通过串行接口,用单片机来设定频率和幅度的大小以及波形的选择;FPGA用来改变DDS频率控制字,并由FPGA来实现波形表生成和频率控制;将FPGA产生的波形数据送入到AD7524进行D/A转换,通过低通滤波器和集电极开路电路来提高输出波形质量并增强其带负载能力.最后给出了本设计产生的正弦信号与函数发生器产生的正弦信号的频谱分析比较.