超声相控阵检测技术的发展及应用

为实现电磁超声相控阵在埋地钢质管道内超声波能量聚焦,增强管壁缺陷检测精确度,基于射频理论及DE类功率放大器技术,提出了一种电磁超声相控阵多通道大功率高频激励源设计方法.通过现场可编程门阵列（field-programmable gate array,FPGA）数字延迟方式对采样时钟进行精确控制,以实现激励源多通道脉冲序列时序和相位的延迟.采用光纤隔离脉冲信号以及电源隔离转换参考电位,有效解决了激励源高频\     

电磁超声相控阵激励源高频隔离驱动电路

为了进一步提高电磁超声相控阵激励源的工作效率,基于半桥拓扑放大结构提出了一种电磁超声相控阵激励源高频隔离驱动电路的设计方法.根据金属氧化物半导体场效应晶体管(metal oxide semiconductor field effect transistor,MOSFET)的简化模型,分析了MOSFET在开通和关断过程中的开关损耗,从而给出了高频隔离驱动电路所必须满足的条件.通过采用光纤器件隔离脉冲信号和DC-DC隔离电源对参考电位进行转换,有效解决了驱动电路的高频"浮栅"问题,并利用RC微分电路和施密特反相器设计了驱动信号死区时间可调电路.实验结果表明:设计的驱动电路能够输出频率为1.1 MHz、死区时间为0.32μs、驱动电压为18.8 V、占空比为26%的互补驱动信号,并且在驱动MOSFET栅极的实际应用中,有效降低了功率开关管的功率损耗.     

电磁超声用大功率高频激励源研制

为了提高电磁超声换能器的换能效率,采用大功率高频激励源是一种有效的解决方法.针对提出的一种DE类射频功率变换器技术,建立了DE类射频功率放大器拓扑结构及其电路参数的设计方法.通过对DE类功率放大器电路仿真分析,利用TMS320F2812型数字信号处理器( digital-signal-processing,DSP)作为主控芯片,结合外围温度传感器、电流传感器、电压传感器实现了大功率高频激励源的驱动控制.通过选取UCC27531作为金属氧化物半导体盗效应管( metal-oxide-semicondutor-field-effect-transistor,MOSFET)驱动芯片,并以IRFP460作为开关器件构建变换器主电路,实现了功率MOSFET的高速驱动.实验结果表明：基于DE类谐振变换器设计的激励源,工作状态稳定,性能指标达到最大输出功率1.1 kW、负载电压峰峰值约270 V、负载电流峰峰值约26 A、最高输出频率1 MHz,能够满足电磁超声换能器的工作要求.     

OFDM调制算法设计及FPGA实现

高效率的快速傅立叶变换 (FFT)的算法是正交频分复用 (OFDM)系统中的一项核心技术。文中参考一种特殊的 FFT算法 ,采用相位旋转因子代替乘法器并给出 16点 FFT算法在低成本 FPGA的实现。     

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.     

北斗信号捕获相位相干算法的设计与实现

针对北斗二号卫星导航系统信号捕获运算量大的问题,提出一种利用相位相干算法搜索起始码相位的方法,并给出基于现场可编程门阵列(FPGA)的相位相干算法的具体实现方案,算法中关于旋转因子运算的问题主要借助坐标旋转数字计算方法和查找表方法得以解决。编译综合及仿真结果皆表明,与传统快速傅里叶变化(FFT)算法相比,新方法只需用到复数加法,运算量小,且能正确捕获信号。     

数字滤波器的FPGA实现

现场可编程门阵列 (FPGA)在数字系统设计中可用于子系统及外围电路的实现。本文作者介绍了XILINX公司的XC40 0 0系列及其在数字滤波器中的应用     

电磁泄漏型硬件木马设计与检测

针对集成电路在设计或制造过程中容易受到硬件木马的攻击,从而威胁芯片与硬件安全性的问题,介绍了硬件木马的基本原理及其分类方法,在此基础上设计了一种电磁泄漏型硬件木马,该木马电路能通过电磁发射的方式泄漏密码芯片的密钥.搭建了基于现场可编程门电路FPGA的AES（Advanced Encryption Standard）加密电路测试平台,利用旁路分析的方法,对该种结构类型的硬件木马电路进行了检测与分析.实验结果表明：该硬件木马电路能在使用者毫不知情的情况下成功获取128位的AES加密密钥;硬件木马检测方法能发现AES加密电路中的这种木马电路,并实现10^-2 的检测分辨率.     

基于FPGA的高速DDS设计与仿真

介绍DDS技术的组成原理及特点,利用VHDL语言在Xilinx公司的SPARTAN系列器件上实现了DDS系统,使用Taylor级数的线性内插技术减少了对象系统存储单元的要求,具有功耗小,占用系统资源少,反应速度快等特点.并通过ISE10.1演示了仿真结果.     

基于FPGA的可信平台模块攻击方法

为测试可信计算平台的安全性,提出了一种使用现场可编程门阵列(field program gate array,FPGA)搭建监控平台,针对可信平台模块被动工作模式的特点,采用监听、篡改和伪造输入数据等手段对可信平台模块进行攻击,达到攻击可信计算平台的目的.实验结果证明,现有可信计算平台存在中间人攻击的安全隐患.     

航空发动机涡轮叶片相控阵超声检测研究

超声波无损检测技术（UNT）是航空工件检测中应用较多的一种检测方法。本文对航空发动机涡轮叶片进行了超声波无损检测;传统检测是用反射波形和波幅特征分析检测出发动机涡轮叶片缺陷;相控阵超声检测（PAUT）是利用相位延迟达到相控效果,形成清晰的图像,和传统超声波检测相比,更能直观的显示缺陷的位置和形状。     

应用于电磁超声的DE类功率放大器驱动电路设计

为了进一步增强电磁超声激励源的激发效能,提高电磁超声换能器的工作效率,基于射频技术提出了一种DE类射频功率放大器,通过采用隔离电源方法,有效地解决了高边金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的“浮地”问题,实现了高频隔离.通过分析MOSFET开关工作状态及控制特性,确立了MOSFET开关的基本工作过程,从而建立了一种MOSFET驱动电路设计方法.通过对关键元件的选型设计与算法研究,构建了DE类功率放大器的驱动电路.实验结果表明:设计的MOSFET驱动电路的输出信号电压幅值为13.4 V,占空比50%,频率为1MHz,输出信号稳定,实现了对MOSFET的可靠驱动,能够满足实际应用.     

电站锅炉管道焊缝超声相控阵检测技术探讨

分析了电站锅炉管道焊缝超声检测的难点,介绍了超声相控阵检测技术,制定了检测工艺并进行实际应用,结果表明,相控阵技术具有缺陷图像显示直观、检测可靠性高的优点,发展潜力巨大。     

卫星通信用四波束有源相控阵方案

针对人们对大容量移动通信的要求,提出了一个地球静止通信卫星用的毫米波四波束直接辐射有源相控阵方案。通过选择商品化的元器件,并立足于国内工艺条件,得到的方案有721个单元,单元间距3倍波长。设计最大增益47 dB,输出功率约140 W,噪声系数小于4.5 dB。     

Design and Realization of Phased Array Radar Optical Fiber Transmission System

One optical fiber transmission system is designed. The modularization optical fiber transmission adapters were utilized in the system, so the system structure could be flexibly scalable. The sub-array adapter and signal processor adapter were designed and realized utilizing the new field programmable gate array (FPGA) which could drive the optical transceiver. The transmission agreement was designed based on the data stream. In order to solve the signal synchronization problem of the optical fiber transmitted phased array radar, a method named synchronous clock was designed. The fiber transmission error code rate of the system was zero with an experimental transmission velocity of 800 Mbit/s. The phased array radar system has detected the airplane target, thus validated the feasibility of the design method.     

基于Lorenz系统的离散分析与FPGA实现

以现场可编程门阵列(field-programmable gate array,FPGA)和IEEE754标准为基础,设计出能产生Lorenz混沌信号的数字电路. 首先,根据Euler法、Runge-Kutta法,分别将系统方程离散化. 然后,利用Verilog HDL语言编写程序,运用Xilinx软件、Modelsim软件将程序综合、编译、检测. 最终,将生成的bit文件烧录到FPGA中,通过示波器观测系统的混沌态与非混沌态. 对比论证不同算法的实现效果,得出二阶Runge-Kutta法是实现经典混沌系统的FPGA仿真的最优离散方法,为后续混沌信号在数字化领域的进一步发展提供参考和依据.     

相控阵天线阻抗模拟器的优化设计

固态有源匹配网络可以对随频率和波束扫描角而变化的固态有源相控阵天线的输入阻抗实施良好的匹配．为了方便、安全地调试有源匹配网络，需要对相控阵天线阻抗模拟器进行优化设计．此文采用ＰＩＮ二极管控制电路，将电路反射系数作为优化变量，用数值计算方法确定最终的电路结构和元器件参数．文中给出了相控阵天线阻抗模拟器的测试结果，其结果与模拟计算吻合较好．