一种基于FPGA的时间间隔测量系统设计

在地质勘探工作中,震波反射波对时间间隔测量技术的要求较高。为适应山川田野等复杂地质环境的地质测量,开发具有一定便携性和测量精度的便携设备非常必要,FPGA的高集成度使得这一测量系统的实现成为可能。设计了一种基于FPGA的时间间隔测量系统：采用多相计数法,在Verilog语言开发环境下,利用FPGA内部集成的PLL锁相环获得精准的多相采样时钟;充分利用FPGA并行运算特点,保障系统运算能力和测量精度。系统实测验证表明：该系统结构简单、功耗小、成本低、易携带,抗干扰效果好,系统测量精度可达到±1 ns,测量时间间隔的动态范围可覆盖1 ns～1.2 h。     

一种EW接收机信号处理系统的设计与实现方法

设计了一种基于FFT/IFFT、全FPGA实现、环形结构的电子战数字接收机信号处理系统,它由4片FPGA分别实现高速数据传输接口、FFT/IFFT运算及信号的时/频域检测。该系统可完成1～1024K点的FFT运算及1～64K点的IFFT运算,可检测出4个同时到达的脉冲雷达信号的脉冲描述字参数。系统中FPGA以分布式、多总线、并行、流水方式工作,当采用256K点的FFT变换、32K点的IFFT变换时,检测出4个信号的典型用时约20ms。     

弹光调制干涉信号高速数据采集系统

为有效解决弹光调制(Photoelastic Modulation)傅里叶变换光谱仪数据量大,调制干涉信号频率高,所需采集速度高的问题,提出了一种基于FPGA和模数转换器件AD9224相结合的高速数据采集方案。该方案在分析AD数据采集工作模式的基础上,在Xilinx ISE 12.4的开发环境中,利用Verilog硬件描述语言编程,对数据的高速采集进行了设计输入和仿真验证,实现了AD9224在FPGA控制下的高速信号采集,采集速度为40M,通过设计采集存储控制板实现了硬件测试,验证了该设计的可行性和准确性,实现了弹光调制傅里叶变换光谱仪高速数据采集,数据的快速传输与上位机显示。     

应用于雷达干扰机的单比特测频算法研究和优化

新体制雷达对抗技术的发展,对高宽带雷达信号的高速度、高灵敏度测频提出了日益迫切的需求。接收机是一种常用的雷达干扰机,其测频模块作为雷达对抗技术的一大核心模块,直接决定信号监测的覆盖带宽、信号处理的实时性以及灵敏度等方面。考虑到FPGA资源的稀缺性,设计旋转因子,得到改进的单比特测频算法,避免传统的离散傅里叶变换过于依赖大量乘法运算的不足。对0.2～2.2GHz的随机频率正弦信号进行测试,未过度引入误差,且大幅优化了时间和空间复杂度。在新型RFSoC平台下编写Verilog代码进行实际测试和仿真优化,对比了基16到256的单比特测频性能。实验结果显示：权衡响应速度及灵敏度,基64的单比特测频最适合2GHz带宽的雷达干扰技术需求,可以做到-50dBm的灵敏度、18.75MHz的最大频率精度误差;在低于100 ns的测频时间内,实现了对2.4 GHz的宽带信号的快速测频。     

基于频谱计算的高精度低频段复阻抗测量装置

电阻抗测量技术在工业领域电子器件特征匹配、性能评估中发挥了保障工业产品可靠性的作用,其中低频段复阻抗测量技术尤其受到关注。开发了一款高精度低频段复阻抗测量装置,根据阻抗信号的不同处理阶段,设计信号检测部分与信号运算部分,形成复阻抗测量装置系统架构。信号检测部分针对不同复阻抗灵活切换档位,实现较大带宽的测量;信号运算部分采用MSP430,基于正交分解技术搭建数字信号处理平台,具有低功耗优势。经多次迭代完善,板卡的规格尺寸最终精简为5.21 cm×5.56 cm,更具便捷性。性能测试表明,该装置可完成20Ω～400 kΩ、100 pF～10 nF的复阻抗测量,测量精度均值高达90%以上。     

基于MAX4940和AD9670的超声波收发系统 ——应用于无损检测

提出一种适用于无损检测场景的超声波收发系统.以FPGA芯片作为核心控制器,以MAX4940芯片作为发射模块,以AD9670芯片作为接收模块,实现系统软硬件设计.发射电路集成四通道脉冲发生器,发射电源与接收模块独立设计,以适应高压输出需求;接收电路采用八通道超声模拟前端芯片,集成低噪声前置放大器等装置,有效降低信号噪声和...     

某载体水下存储测试系统的设计

本文针对某载体水下运动的特点,设计了一套基于FPGA的载体水下运动姿态测试系统,可以实现对载体的俯仰角、横滚角、三轴加速度和入水深度等参数的存储测试,然后利用上位机Labview、Matlab等软件实现数据的采集和数据处理。     

红外在线测温系统

该系统是由红外测温技术、同步扫描技术、高速信号采集处理、实时图像处理软件设计等高技术集成的智能机电一体化测温产品。系统的核心部件——高速非接触式红外测温仪，主要是通过被测物体向外发射红外辐射能量进行检测，并通过内部一个高速旋转的光学系统收集被测物体发出的红外辐射能量，经内部电路转换处理，每秒可连续采集1250个位置点的温度，以实现大面积、精确、实时在线温度测量。该系统具有响应时间短（μs级）、检测扫描速度高、温度采样准确等优点，且具备自动跟踪线扫描及温度校正功能。可广泛应用于建材、电力、冶金、轻工等工业领域，尤其适用于高温、多粉尘、腐蚀性气体环境下对物体的监测，对工业生产的质量保证、节能降耗、提高生产效率、保障安全生产具有重要作用。     

有源天线产品重组的实践

<正>卫星导航接收有源天线负责接收GPS、GLONASS和BD-2(B1频点、B3频点)卫星信号,并将信号滤波、放大,为接收机提供GPS/GLONASS/BD-2信号,送入接收机进行定位处理,用于卫星导航和测量系统测量定位。有源天线是将低噪声放大模块和天线集成为一体的电气系统,相对于传统天馈系统,有源天线取消了天线与低噪放之     

基于FPGA的FFT处理器设计

针对现实生活中各种测试系统的需求,开发设计了能够分析多种系统特性的按时间抽取基2FFT处理器,在传统的FFT算法以及硬件单元分析的基础上,提出了一种新型蝶形运算方法,通过减少乘法运算以及采用查表法,加快系统运算速度。设计中采用8位有符号数完成256点数据处理,提出新的数据处理方式,避免了浮点运算为数据处理造成的困难,采用自顶向下的设计方法,用Verilog HDL编程实现各模块功能,并详细介绍了数据从外部读取后,经由存储到数据处理再到输出的完整过程,最后在FPGA上实现设计功能。     

音频信号分析仪的设计与实现

音频信号分析仪是测量音频信号失真度及各频率成分功率的自动化电子设备。系统采用数字信号处理技术完成了音频信号的频谱分析,采用ARM微处理器实现了高速运算、控制和较高精度的测量。该系统具有实时显示信号基波频率、基波及各次谐波电压有效值的功能,能够分析各次谐波功率占总功率的百分比,使用方便、集成度和测量精度高。     

风力发电机组多通道振动数据采集系统

针对大型风力发电机组运行状态监测对传动主轴、轴承以及齿轮箱等的多路振动信号采集要求,设计基于以太网的多通道振动数据采集系统。系统采用AT91SAM9G20嵌入式主板实现以太网接口,并通过PC104总线接口连接多个同步振动数据采集模块,实现采集通道的柔性扩展。振动数据采集模块实现了ICP振动传感器的信号调理以及抗混叠滤波器,并由FPGA控制AD7656实现了6通道16位振动数据同步采集。通过实验验证,系统实现了高速的多通道数据采集。     

基于Ngspice的数模混合电路仿真交互系统

针对现有数模混合电路仿真软件存在的元件模型种类有限、可扩展性差等问题,提出一种以Ngspice仿真引擎作为内核的数模混合电路仿真交互系统。以接口函数和封装操作实现数据处理和调用功能,以电路原理图编辑和参数配置界面作为用户与仿真器的交互,用户可从模型元件库中选取各种元件,实现仿真电路图的绘制。系统通过电路转换,生成电路所对应的网表文件。Ngspice根据用户的配置完成电路仿真,并对仿真结果进行图形化显示。利用同步算法实现了数模混合信号同步,成功解决了数模混合电路仿真技术的融合设计。测试结果表明,系统具有良好的性能及适用性,仿真结果总体相对误差仅为1.3%。     

一种数字幅频均衡功率放大器的设计

本系统由前置放大器、带阻网络和数字幅频均衡器3大模块组成。前置放大器采用集成运放组成的多级同相比例放大电路达到增益要求;带阻网络通过调整电路部分参数完成衰减要求;数字幅频均衡器采用集成了A/D、D/A、比较器、定时器、片上Flash存储器的SoC单片机最小系统实现幅频均衡。     

关于Floboss 103在天然气计量中的应用探讨

Floboss103采用高精度的DVS-双变量变送器,集成了测量差压和压力功能,0．075级的高测量精度,具有杰出的稳定性,便于现场安装,与计算机通讯方便,可方便的应用RocLink800软件进行组态设置、数据下装;结合Floboss103在精细化工天然气计量中的应用,介绍了以Floboss103为主体的天然气计量系统的构成、工作原理、系统功能,阐明了该计量系统在天然气计量上的应用效果和注意事项。     

基于TMS320F2812中性点不接地系统单相接地故障检测装置的设计

针对中性点不接地系统单相接地故障,本文提出了一种基于TMS320F2812DSP芯片的故障接地支路的微机检测方法。该方法利用DSP芯片的高速、高精度运算能力,对零序电压、零序电流等小信号进行交流采样和数字滤波,提取故障分量,进行综合分析,准确地判别出接地故障支路。     

基于FPGA高精度频率测量仪的设计

阐述了等精度测量法的基本原理,并对原有方法进行了改进;给出了具体的FPGA设计方案,对主要模块用VHDL语言进行了编程,并用MAX+plusⅡ软件进行了仿真;对测试存在的误差进行了分析。该系统利用FPGA器件门延时小、电路稳定的特性,使测频精度大大提高。     

基于TMS320F2812中性点不接地系统单相接地故障检测装置的设计

针对中性点不接地系统单相接地故障,本文提出了一种基于TMS320F2812 DSP芯片的故障接地支路的微机检测方法.该方法利用DSP芯片的高速、高精度运算能力,对零序电压、零序电流等小信号进行交流采样和数字滤波,提取故障分量,进行综合分析,准确地判别出接地故障支路.     

基于K60和MQ-4传感器的矿用便携式瓦斯检测仪

针对目前常用便携式检测仪体积偏大、无法调用大量历史数据,0~1%瓦斯浓度检测精度不够等,设计了一种以ARM Cortex-M4为主处理器内核的矿用便携式瓦斯检测仪。仪器以MK60DN512ZVLQ10为处理核心,兼具SD卡存储功能,利用MQ-4气体传感器实现0~1%瓦斯浓度精确检测,通过无线模块发送检测数据实现与上位机通信,并实现瓦斯浓度接近0.5%报警、达到0.75%强烈报警的功能。实验表明仪器具有高速高精度的特点,当瓦斯浓度在0~1%期间,检测的浓度误差在0.02%以内。     

基于LabVIEW的往复机械故障诊断测试系统开发

以LabVIEW软件为开发平台,建立往复机械故障诊断测试系统,完成系统硬件的设计和系统软件设计。系统采用美国NI公司PCI-6281数据采集卡,对发动机缸体的振动、超声、温度等参数进行采集,以发动机曲轴的相位为基准,进行数据的时频谱分析。此系统多通道采样频率可达到50kS/s,实现了高速采集、数据保存、数据回放、数据分析等功能。