基于FPGA的IRIG-B码国军标编解码设计

IRIG-B码作为航天航空遥测系统的主要时间,起着关键作用,IRIG-B码出自美国IRIG-106标准,所以IRIG-B码相关产品设计时也多以美标为主。随着国产化进程的不断推进,国产遥测系统中自主核心技术更是起到主导作用。设计基于IRIG-B码国军标,使用FPGA作为核心控制器,可高效精确地将GPS时间编码输出为B(DC)码格式,也可将B(AC)码时间快速准确的解析出来,经测试验证基于FPGA的IRIG-B码国军标标准的编解码设计准确度高、稳定性强,可应用在相关测试设备中。     

一种基于时间触发光纤通信网络时钟同步设计

为解决传统时间触发光纤通信网络(TTFC网络)的时钟同步拥堵问题,提出了基于改进型串行时间 码(IRIG-B码)的TTFC网络时钟同步方案。该方案采用了改进型的IRIG-B码作为时钟同步方式,改进型 的B码信号将同步周期和码元脉宽调整为传统B码的1%o,即改进型的B码信号为每毫秒1帧的时间串码,同时采用数据总线与时钟总线相分离的设计模式,避免了TTFC网络中发送端时钟与数据发生冲突的同时增加了对时的精度。为进一步验证方案的有效性,基于可编程逻辑器件(FPGA)逻辑设计搭建环境进行测试验证。最终试验结果表明,该方案能正确的进行数据收发,同时有效地避免了TTFC网络中的时钟与数据发送冲突,提高了系统带宽。     

传输信道特性对IRIG-B(AC)码性能的影响

作为时间信息载体的IRIG-B(AG)码不同于一般的语音和数据信息,因而对传输信道特性的要求也就有所不同。本文从理论和实验两个方面,对IRIG-B(AC)码的传输问题进行了初步探讨,得到了一些定量的结果,可以作为靶场时统通信系统总体设计时的参考。     

基于FPGA的BOC(1,1)信号捕获技术

BOC调制是新一代卫星导航系统中广泛采用的调制方式,在时域上具有多峰值特性,副峰的存在增加了捕获的难度。采用自相关副峰消除技术(ASPeCT)在原有的BOC码相关支路的基础上增加一条伪码相关支路,可以有效削弱码相位检测函数的副峰,避免误捕获,是一种性能良好的BOC信号捕获技术。提出一种采用二维并行快速搜索的在FPGA芯片中实现ASPeCT捕获技术的方案,可以显著缩短捕获时间。在理论分析和仿真验证的基础上,采用Verilog硬件描述语言在接收机FPGA+DSP平台上编程实现,在露天测试中,成功捕获到Galileo E1B卫星导航信号,并对ChipScope采集的数字中频信号的多普勒频率和码相位静态捕获结果进行验证,与同一段信号的Matlab仿真结果一致,证明所提出的技术方案正确合理可行。     

基于永磁无刷电机磁场定向控制的平台伺服控制设计

介绍了基于永磁无刷电机(Brushless DC Motor,BLDC)和磁场定向控制(FOC)的平台伺服控制系统方案.阐述了一种基于FOC的伺服控制设计方法,描述了嵌入式系统的硬件与软件实现.通过实测对比了BLDC采用FOC方法与三相六拍法时伺服控制系统的转速波动情况,结果显示采用FOC显著提高了基于BLDC的伺服控制系统性能.     

微磁强计弱磁处理芯片设计与实现

为适应微纳卫星平台的应用需求、实现磁强计的微型化,针对巨磁阻抗(GMI)效应微磁强计的研制需求设计并研制了弱磁信号处理芯片.在分析GMI微磁强计构造的基础上,针对单机(微)小型化提出了弱磁信号处理电路芯片化的方案;结合空间应用特点,设计并实现了基于SOI CMOS工艺的弱磁信号处理芯片.实测结果表明:基于所研制的弱磁信号处理芯片不仅实现了磁强计的微型化、集成化,而且具有良好的弱磁测量性能.     

基于FPGA的PC104总线接口电路设计

在机载产品小型化研发中,简化硬件电路设计从而缩小PCB板尺寸是一个设计重点。本文针对采用PC104构建计算机系统的机载产品,提出了采用FPGA代替专用芯片进行总线接口电路设计的方法;重点介绍了通过软件设计由FPGA来实现PC104总线数据传输控制;通过试验验证了这一方法的可行性。     

高码速率QPSK解调器的设计

对目前通信中急需的高码速率传输设备进行了研究,首先分析了硬判决环的工作原理和设计方法,并且以此算法为基础在硬件上实现了高达百兆QPSK解调器的设计.整个硬判决环的算法设计是基于Altera公司的QuartusII开发平台,并在CycloneII系列FPGA中实现.用FPGA实现硬判决算法具有体积小、功耗低、集成度高、可软件升级、扰干扰能力强的特点,符合未来通信技术发展的方向.而整套其它外围模块包括解调芯片、AD芯片、DA芯片、RF合成器等都是采用的非常高端的芯片来实现的.     

某机载印制电路板在模拟海洋大气环境中腐蚀行为

根据航空机载设备在装备中的局部使用环境、热带海洋环境特征和主要环境因素影响作用等,设计了印制电摘路板(Printed Circuit Board,PCB)在模拟热带海洋大气环境中的盐雾和交变湿热组合循环试验方案。通过开展 PCB的组合循环试验,采用体式显微镜和 SEM电镜等研究分析了不同试验时间下的 PCB的腐蚀行为和电气性能变化规律。结果表明:PCB的腐蚀主要在焊点、焊盘、印制导线和引线头等金属部位;电气性能受表观腐蚀的影响,其接触电阻在试验后增幅达到 50%且受是否带电试验的影响较小。同层间、异层间绝缘电阻变化规律相似,主要分为 2个阶段:前 1 000 h其绝缘电阻较为平稳;试验 1 000 h后则出现明显的下降趋势,最终降低在 1~4 GΩ之间,且整个循环试验中 PCB均能承受 500 V交流电压 60 s。     

一种CCSDS深空标准的LDPC码高效实现

针对CCSDS(空间数据系统咨询委员会)深空通信标准LDPC(低密度奇偶校验码),为减少定点量化后的译码性能损失,提出了一种改进的译码修正算法。通过分析矩阵结构特点,并引入交错译码结构以及流水结构,设计了一种适合该标准深空通信LDPC码编译码器的高效实现结构。使用此结构,在Xilinx公司的XC5VSX95T芯片上实现了CCSDS深空通信标准的(8 192,4 096)LDPC码,在40次迭代情况下可以达到47m的吞吐率。实践表明:该设计可以灵活地移植应用于其他码率的CCSDS深空通信标准LDPC编译码器设计。     

基于嵌入式技术的B码信号中同步脉冲提取方法的研究

首先对B码信号进行了详细地码型介绍和理论分析,然后提出了一种利用嵌入式技术来提取B码信号中同步脉冲的方法。该设计的核心部分是一片CPLD芯片,其内部实现了B码同步脉冲上升延的提取,脉冲宽度调制等功能。对设计过程中出现的关键问题,如脉冲宽度检测和毛刺信号的消除,本文提出了解决方法,并给出了仿真结果。与传统的方法相比,该设计方案具有精度高,体积小,成本低,工作稳定等优点。     

一种新型的嵌入式B时间码接口终端的设计

在分析了B码码型特点及其接口终端基本工作原理的基础上,提出了一种新型的嵌入式B时间码接口终端的设计方法。该终端是由少量外围解调电路,一片复杂可编程逻辑阵列芯片和一片C805F系列单片机芯片组成的。对设计中存在的难点,如交流码的解调,同步脉冲信号的提取等部分,提出了较为新颖的解决方案。最后介绍了设计中使用的嵌入式芯片的性能特点。与传统的方法相比,该设计方案具有体积小,成本低,工作稳定等优点,完全能够替代传统的B码机箱的功能。     

基于匹配滤波和时间恢复算法的B(AC)码数字解调技术

针对靶场时间统一系统中B（AC）码解调的现状和存在的问题,本文从匹配滤波和时间恢复两个方面入手,阐述了一种B（AC）码在噪声和波形失真条件下的数字解调技术。     

面向多旋翼重载无人机均流技术优化研究CSCD

多旋翼重载无人机的应用需要大功率的无刷直流电机为其提供升力。金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)和绝缘栅双极型晶体管(IGBT)等开关器件可以通过并联提供更大的电流容量,以满足大功率的需求。然而,由于杂散电感、器件特性的变化和印制电路板(PCB)布局的不对称等原因,并联开关器件将出现不平衡电流,这可能会对系统造成损坏。为解决此问题,使用Multisim软件搭建仿真电路,测量2个并联MOSFET之间的电流,分析不平衡电流产生的具体原因,并提出了一种采用栅极串联均流电阻联合耦合电感的MOSFET并联电流均衡方法,最后通过仿真和实验验证了该方法的可行性。与串联均流电阻法和耦合电感法相比,此方法能使导通电流保持均衡,更好地提高系统的可靠性。     

基于信号完整性分析的高速数字PCB板设计方法

通过对传统PCB设计与基于信号完整性分析方法的高速数字PCB设计的对比,介绍了一种基于信号完整性分析的高速数字信号PCB设计方法。在该设计方法中,首先对所有的高速数字信号建立起PCB板级的信号传输模型;然后通过对相应的信号传输模型进行完整性计算与分析来寻求能满足设计要求的布线规则;最后在相应布线规则的基础上来完成高速PCB板的设计和校验。实践表明,该设计方法可有效提高产品的设计性能,大幅缩短产品开发周期和降低开发成本,具有较好的实用价值。     

气动变量参数化的压气机转子三维数值优化

采用"试验设计+响应面模型+遗传算法"的优化设计体系,结合压气机设计常用的叶片造型程序和流场模拟软件,搭建了轴流压气机叶片三维优化设计平台,并对某涡喷发动机加零级压气机的零级转子进行了优化.优化目标为极大化转子的设计点绝热效率.约束条件为流量、增压比基本不变.分别以相对气流角和气流脱轨角作为优化自变量,进行了两个算例的优化.即为与现代设计系统相接轨,不同于叶片几何参数优化,取设计中具有物理含义的气动参数作为优化自变量.优化后的绝热效率分别提高了0.82和0.73个百分点.      

基于Protel的PCB板图设计

Protel是Altium公司推出的电路辅助设计系统,是第一个将所有的设计工具集成于一身的板级设计系统。在原理图已完成的基础上利用Protel进行PCB设计一般遵循:确定外形、布局、布线、规则检查等几个步骤。分析了布局、布线的基本原则,探讨了在整个PCB设计过程中的一些经验和技巧。     

基于MATLAB某型飞机航空直流供电保护研究

在机载直流供电系统保护中,广泛使用的保护装置有熔断器（保险丝）和热断路器（双金属自动开关）,其原因是它们结构简单,且满足航空输配电保护的要求。但是它们本身具有诸多不可克服的缺点,例如熔断器缺乏较集中的过载保护特性且特性不稳定,影响到过载保护的可靠性、熔断时有因过热而爆炸的可能性、部分熔断器因安装位置导致不能目视检查熔断情况及熔断器熔断后在飞行时更新难于操作等等。鉴于这些问题,在过流大、易短路的供电主干线路中使用高可靠性、高稳定性、操作简便、自动化程度高的保护装置对提高飞机供电系统可靠性具有重要意义。提出了某型飞机供电保护方案,在MATLAB平台上实现了模拟仿真,结果表明能够有效地解决线路的短路、过载等故障。     

可编程芯片在测控系统中的应用

分析了可编程芯片在设计测控系统中的应用，同以前的电子设计方法相比，使用可编程芯片可以大大简化测控系统电路部分的设计，并且可减小电子线路板的面积，从而使整个测试系统小型化；更重要的是由于使用了可编程芯片，一些复杂的算法可通过硬件实现，从而增强了测试系统的功能，最后给出了相关的工程实例。