基于FPGA+DSP的数字化LCR设计与实现

以矢量化伏安法为研究背景,设计出一种基于软件无线电思想的高集成度、通用性强的数字化阻抗测量系统。该测量系统采用现场可编程门阵列FPGA及高速浮点数字处理芯片DSP为主要处理器,通过EMIF外部总线拓展接口及强大数据处理能力,结合时钟、电源、DAC数模转换和ADC模数转换模块,形成了并行与浮点计算优势互补的数字信号处理系统,解决了数字化矢量伏安法基带信号的并行处理及复杂的浮点模型解算问题,该系统能具有体积小、精度高等特点,经过实际试验测试,该系统性能稳定,具有广泛的运用前景。     

混沌腔体中电场边缘概率分布模型

为研究有限容量样本下电场分布情况,基于边缘分布理论方法,得到混沌腔体内电场边缘分布模型。该模型在混沌条件下一致性收敛速度快,当样本容量N10时,最大相对误差收敛于0.004 5。与此同时,利用混响室实测数据及理想波混沌场,对边缘分布模型的有效性进行试验验证,结果表明:该边缘分布模型与样本分布基本重合;无论对单自由度还是3自由度的波混沌场都可以很好地拟合场的分布,优于传统的Weilbull、Rayleigh分布。该模型对有限样本下混沌电场的统计分布规律的描述,具有重要的理论价值和指导意义。     

一种新结构差分低通滤波电路设计

针对普通差分滤波器对高频噪声抑制能力较差的问题,综合利用差分结构抑制共模干扰的对称性与接地电容抑制高频干扰的有效性等优点,提出一种多处接地差分形式滤波电路。通过仿真试验和实物测试,结果表明多处接地差分滤波器在截止频率附近的幅频特性与抑制高频干扰的能力都优于普通差分滤波器,为具有差分结构的DAC成型滤波器的设计提供理论指导。     

复杂腔体电磁混沌特性统计分析

运用量子混沌理论对复杂腔体内电磁混沌统计特性进行研究.针对不同腔体结构下的本征模分布规律问题,采用随机矩阵理论研究了它们的普适性,并结合最小二乘曲线拟合方法,总结了矩形、球形及其布尔组合体(Sinna、Stadium腔体)的混沌统计特性规律.结果显示:矩形、球形等规则腔体的混沌度较低,而两者的布尔组合体混沌度通常大于两者混沌度的线性叠加,且Sinna腔体混沌度大于Stadium腔体,这反映了内凹结构比外凸结构具有更高的混沌特性.为以后复杂腔体的混沌特性研究奠定了理论基础,也为混响室设计、试验提供了理论指导.     

振动型本征混响室场均匀性仿真分析

为比较分析振动本征混响室与机械搅拌混响室的场均匀性性能,针对振动型本征混响室(VIRC)腔壁不断振动的特点,提出了一种振动型本征混响室的场均匀性建模与仿真方法。将腔壁振动等效为多个细小腔壁在振动方向上随机振动,并将一个腔壁振动的混响室离散化为多个固定外形的混响室,则计算全部固定外形混响室中工作区域的电场即可获得振动型本征混响室的场均匀性。由此建立了振动型本征混响室的矩量法数值模型,进行低频段(200~400 MHz)的场均匀性仿真,并采用电场分量柱状图与Rayleigh分布概率密度曲线一致性比较的方法论证了建模与仿真的有效性。然后在200~400 MHz范围内将振动型本征混响室与同体积同外形的机械搅拌混响室进行场均匀性仿真对比,发现前者比后者的场均匀性标准偏差低0.5 dB以上,从而证明了在同体积同外形腔室结构条件下,振动型本征混响室较机械搅拌混响室能更有效的改善混响室的低频段性能。     

基于统计分析的链路干扰预测

针对我国长期以来,对复杂系统的电磁兼容管理主要依赖于对设备电磁兼容测试来发现问题,极大 可能导致产品的“过设计冶和“欠设计冶两种不利现象。本文以空间通信链路为例,分析研究电磁环境对空间通信链 路的影响,建立与通信链路相关的统计模型,并根据电磁环境特征的随机性特点,提出了电磁环境效应的分析方法, 通过实验测试,验证了方法的有效性,为空间通信链路等复杂系统环境效应仿真及预测提供了评估准则。     

基于FPGA的多通道串口数据采集与传输设计

针对多通道串口数据的采集与传输现实需要,提出了一种基于FPGA的多通道串口数据采集方案。通过对多路串口数据的同时采集、缓冲及打包的数据流处理思想,采用FPAG+多串口+USB的硬件框架及总线不同速率的传输算法,实现了多路串口数据的采集与传输。为了验证设计的有效性,设计了6路串口同时传输的试验方案,最终通过试验满足预期要求,达到多路串口同时采集及传输的目的。     

基于软件无线电架构的手持式频谱仪硬件设计

以手持式频谱仪为背景,设计一种基于软件无线电架构的、高集成度的、低功耗的手持频谱测量平台。该平台采用Xilinx公司28nm高性能功耗比Spartan 7序列的FPGA芯片XC7S100和TI公司集DSP和ARM为一体的双核CPU芯片OMAP-L138为主处理器,选用低功耗、高宽温、自身发亮的AMOLED屏为人机交互模块,通过EMIFA、UPP等外部拓展接口及强大的数据处理能力,结合时钟、电源模块,形成了并行与浮点计算优势互补的手持式数字信号处理系统,解决了频谱仪中频、零频信号的并行处理及复杂的浮点模型解算问题,该系统能具有体积小、精度高、高性能功耗比等特点,在户外等测试现场具有广泛的运用前景。     

基于USB2.0的多串口数据采集设计

针对多串口实际需求，依据USB2.0与串口传输速度差特点，提出了一种基于USB2.0的多通道串口数据采集方案。在硬件上，针对热插热拔设备供电限制及系统可靠性要求，对主要芯片进行论证选型，并设计系统框架；在软件上，为了避免多串口主动同时“抢占”USB接口而导致数据丢帧问题，引入多级缓存结构，变主动“抢占”为被动入栈，同时采用统计方法设计串口防抖捕获模型。为了验证设计模型的有效性，以Demo平台为试验对象，设计了4路串口传输的试验方案，实验结果满足预期要求，达到多路串口传输的目的。