基于地铁制动系统的测试装置研究与开发

详细分析了地铁车辆电空制动系统的工作原理,提出了基于地铁制动系统的测试装置的设计方案。通过硬件设计及上、下位机软件程序设计,实现了对制动电子控制装置性能的检测。制动测试装置输出控制信号给工控机,接收信号处理单元采集的外部待测试设备脉冲信号。运行在工控机的上位机软件,负责人机交互。根据测试规程要求,对制动电子控制装置进行一系列自动测试,对测试结果评判后生成测试记录文件,成功实现对列车制动系统性能的现场测试。结果表明,该装置准确、可靠,具有重要的应用价值。     

双端固定音叉作谐振敏感元件的电磁激励效率的理论与实验研究

为了能够增强谐振音叉的输出信号,进而提高谐振音叉的激励效率,测量、分析并比较了谐振音叉在不同激励信号下的激励效率.针对双端固定音叉,对不同激励信号从理论上进行分析.最后,利用谐振式加速度测试平台,以不同的激励信号对谐振音叉进行激励,测量输出信号.测试结果表明:激励信号的激励效率从大到小的排列顺序是:方波、正弦波、三角波、锯齿波.激励信号所加的直流偏置越大,输出的信号波形的幅值就越大.     

LC谐振传感器的信号检测系统研究

根据LC谐振传感器互感耦合系统的理论模型,设计了一种LC谐振传感器信号检测系统。该系统包括模拟部分、数字部分以及解算方法。模拟部分是通过混频器提取谐振信息,再用低通滤波器( LPF)直流化输出信号以方便数据采集。数字部分是完成信号采集及传给上位机处理。解算方法是通过同步模拟部分的线性扫频源与数字部分的数据采集,实现从携带谐振信息的直流信号中获取谐振频率。实验结果表明：该系统能够完整获得LC谐振传感器的测试信号,其性能稳定,测量精度高,谐振频率测量误差小于3.5%。该系统有望运用于LC传感器信号无线测量的领域。     

基于sbRIO的多通道多类微弱小信号采集与处理

信号采集是实现船舶智能化的技术基础,针对船舶微弱信号传感器,提出一种基于single board RIO(简称sbRIO)的多通道多类微弱小信号兼容采集与处理方法.首先提出了多通道多类微弱小信号采集与处理总体方案,分析了传感器输出信号特点和采集性能指标要求,然后从软件和硬件两个方面详细阐述了采集处理机制原理和具体实现方案;最后搭建了原型板卡和上位机软件,进行了36通道测试、本底噪声测试、信号一致性测试、传感器兼容接入测试和多通道信号并行采集测试等功能性能指标的详细测试.实验结果表明,提出的采集方案可兼容接入多类传感器,同时本底噪声小、通道一致性良好,具有出色的采集调理性能,满足指标要求.     

嵌入式频率特性分析仪的设计及实现

研究设计基于PC104和FPGA的嵌入式频率特性分析仪。该分析仪采用虚拟仪器的概念,以PC104 CPU为主控单元,通过FPGA控制D/A、A/D芯片时序,输出全频率范围内的正弦波并采样存储系统激励信号及输出响应,最后通过CPU算法处理得到系统频率特性。实验结果表明：该仪器人机界面友好,测量速度快,测试波形与理论计算波形能较好吻合。     

基于RT-LAB的TCU硬件在环测试系统研究

搭建了车辆变速箱电磁阀系统的硬件在环测试平台,为变速器控制单元（TCU）的开发和测试提供技术上支持。该测试平台硬件包括上位机、实时仿真机、负载箱、信号调理箱等,软件包括RT-LAB仿真平台、自动化测试软件、实时仿真模型等。硬件在环测试平台通过CAN信号传递变速器控制单元的输入信号和输出信号,采集电信号的输入转化为数字信号,可用于TCU控制策略的验证测试。硬件在环测试的变速箱速比与实变速箱车速比误差不超过5%,表明该平台可应用于车辆仿真,验证车辆TCU控制策略的可靠性,缩短研发时间,提高开发效率。     

基于以太网的加速度传感器数据采集传输系统设计

设计了一种可实现对实时数据进行采集、传输、存储以及数据显示与处理功能的测试系统.硬件采用的是FPGA的控制单元,通过AD芯片转换和以太网模块将数据传输给计算机,利用MFC制作的上位机软件进行数据分析、采集和存储.上位机通过协议对下位机FPGA系统进行控制.测试结果表明:该系统对MEMS加速度传感器的数据能精确地显示、采集.     

基于FPGA的闪存XX29F系列读写装置的设计

针对机载电子设备电路板件大量使用各类XX29F系列存储器的现状,为满足对该系列存储器读写操作的需要,基于FPGA设计一款针对各类XX29F系列存储器的读写装置.在对该装置功能、设计方案进行系统诠释的基础上,给出装置各模块的硬件电路设计,并基于Verilog语言开发相应模块的软件代码,最后利用RS232串口,控制对装置读写数据与上位机软件进行通信.实验结果表明,该装置读写操作简单,性能稳定可靠,可应用于飞机各类含XX29F系列存储器板件修理与测试中.     

基于FPGA与ARM的多路时序控制系统设计与实现

介绍了基于FPGA与ARM7的多通道、多时间范围的同步时序控制系统,采用FPGA实现20路高精度的信号延时输出控制,通过ARM7的数据总线接口实现了ARM与FPGA的数据交互;重点介绍了系统的硬件电路设计、ARM与FPGA总线的设计和FPGA内部程序模块的设计;各通道的输出信号类型与延时时间等参数均可以通过人机接口现场配置,也可以通过上位机软件来配置;该设计可以保证各通道信号通过外触发信号为基准来进行延时输出,系统的延时时间精度小于2μs;ARM7处理器芯片采用PHILIPS公司的LPC2214,FPGA采用Altera公司Cyclone系列的EP1C12Q240;采用硬件描述语言Verilog HDL来设计延时模块,延时精度达到1μs;该系统在靶场测试中验证了其正确性和有效性。     

基于LabVIEW的直流舵机性能测试系统

介绍了舵机性能测试系统的硬件组成、软件设计和功能测试实验。系统采用LabVIEW做为软件开发环境进行程序设计．实现了激励信号的产生、舵机输出信号的采集、回放、数据处理以及舵机性能分析等功能。测试过程分手动测试和自动测试两种，可根据不同情况进行相关性能指标的测试。实验结果表明，该系统极大地提高了测试效率和精度,降低了测试成本。     

Construction of the high-speed signal acquisition device of resonant tuning fork based on FPGA北大核心CSCD

As one of the important resonant sensitive elements, the output signal of the resonant tuning fork can directly reflect the frequency characteristic and directly determine the performance of the resonant sensor. Therefore, research on the frequency characteristic of the resonant tuning fork is of great significance. In this paper, a high-speed signal acquisition device based on FPGA is built. The hardware and software design methods of the device are introduced in detail. Among this, the hardware part includes charge amplification, filtering, level conversion, analog to digital conversion, signal solver unit based on FPGA, and serial debug unit, the software part includes lower machine software and PC software. At last, the actual sample is used to test the performance of the device. The measuring accuracy of the device can reach 0.2% through experiments. In conclusion, the results show that this device can satisfy the frequency test requirement in the range of 1 kHz to 30 kHz, and it works very well. ©, 2014, The Editorial Office of Chinese Journal of Sensors and Actuators. All right reserved.     

基于FPGA和ARM的语音采集终端的实现

介绍一款基于FPGA和ARM方式实现的模拟话音采集终端,通过FPGA完成模数、数模转换芯片与主控MCU之间的接口转换,降低硬件的复杂程度。采集到的音频信息通过软件实现编码和解码,并以MP3的格式储存到通用存储介质。该设备的软件功能丰富,硬件的接口灵活,能够方便维护和工程化生产。通过对样机的实际测试,其性能、指标、功能和人机接口等方面与同类产品相比在均有相当的改观。     

基于FPGA的电子编码器解码系统设计

借助于电子编码器优良的性能和FPGA可并行处理数据的能力,通过对CORDIC解码算法的研究,设计了一个基于FPGA硬件平台的解码系统.该电子编码器解码系统的硬件组成和软件实现能较好地完成信号转换和数据运算,且具有较高的精度、分辨率和响应速度,能满足大部分伺服系统的控制要求.     

GC5016的宽/窄带数字下变频系统设计

数字下变频是无线通信链路层的重要组成部分,宽带信号和窄带信号的下变频由于信号带宽不同而抽取因子不同,使得同时具有宽带和窄带信号的系统采用基于FPGA的系统很难实现。本文提出采用专用数字下变频率芯片GC5016同时实现宽带和窄带信号的变频;采用FPGA实现对宽/窄带数据的接收和存储,存储后数据使用高性能DSP芯片C6455实现对这些数据的处理。文中详细介绍了该系统的软硬件设计方法。     

基于多频扫描的硅微谐振压力传感器测试方法

为了对硅微谐振压力传感器进行快速、高精度的开环特性测试,提出了一种基于多频扫描的频率特性测试方法.通过数字电路将多个不同频率的扫频信号叠加作为驱动信号,以实现在整个测试频带范围内高效且高精度的频率特性测试.搭建了以现场可编程门阵列(FPGA)为核心的多频扫描测试系统,采用4个正弦扫频信号叠加进行测试,结果表明:多频扫描测试与稳态扫描测试精度基本一致,但测试效率提高了4倍.多频扫描测试方法在保证测试精度的前提下,显著提高了测试效率,能够更好地满足高Q值传感器及其在批量生产过程中的测试需求.     

基于Zoom-FFT技术的铁路移频信号检测系统设计

为精准检测轨道移频信号的特征参数值,实现列车通信数据的实时稳定传输,设计基于Zoom-FFT技术的铁路移频信号检测系统;以AD转换电路作为核心电子输出装置,借助DSP移频芯片、信号传感单元对于列车通信数据的聚拢调节作用,在LCD屏幕内生成即时性铁路移频信号显示文件,再联合微处理接收元件,实现对信号特征参量的精准获取,完成检测系统的硬件结构设计;在此基础上根据信号数据的瞬时输出频率,确定标准的模态移频函数,完成基于Zoom-FFT技术的铁路移频信号频率分析;设置数据采集、移频滤波、WIFI通信三类程序型算法,建立信号数据库与核心检测主机间的物理连接,实现系统检测软件及应用主程序建立,结合以上所有软、硬件执行结构,完成基于Zoom-FFT技术的铁路移频信号检测系统设计;对比实验结果显示,应用新型检测系统后,低频、高频轨道移频信号的检测精度均出现明显提升,解决了原有检测系统支持下,列车通信数据实时传输稳定性较差的问题。     

基于FPGA的时差法超声波流量计的设计

设计了一种基于现场可编程门阵列（FPGA）的时差法超声波流量计。主要介绍了系统的硬件组成和实现方法,概述了软件功能和软件设计流程。系统硬件电路为微控制器＋FPGA结构,微控制器是系统的控制核心。利用FPGA的可编程特性和很高的工作频率以及丰富的内部资源设计了包括高速计数器．在内的数字信号处理模块,提高了系统的可靠性和测量精度,并具有良好的硬件可升级性。     

基于电感式位移传感器的调焦机构设计

调焦机构是大型光电跟踪设备和变焦距镜头的重要组成部分,调焦精度直接影响整个跟踪控制系统的性能.目前调焦机构大多采用光栅尺作为位移的采集和反馈单元来实现系统的闭环控制,其主要缺陷是体积大、温度适应性差,不能满足对温度要求高的工作环境.设计了一种由电感式直线位移传感器、DSP & FPGA调焦控制板卡、步进电机以及电动平移台组成的宽温调焦机构.详细介绍了系统整体架构、各个单元的硬件实现以及软件操作流程,系统性能参数分析和调焦实验结果表明设计能够满足要求.