火炮试验用同步时序控制系统设计

同步时序控制系统是火炮试验中的重要控制仪器,主要用于试验中的火炮点火控制、高速像机、数采系统等测试设备的同步触发时序控制,其时序控制精度关系到火炮试验数据采集的成败;详细介绍了一类火炮试验用同步时序控制系统的软硬件设计技术,系统包含6路输出控制通道,通道间的时序控制精度为40μs,各通道时间脉宽在10s内可调,利用PCI总线模块与硬件定时技术实现时序精确控制,利用LABVIEW设计时序模拟显示界面,系统操作简单安全可靠,完全满足靶场火炮试验时序控制需求。     

单ADC多通道同步等间隔数据采集的高速时序逻辑实现

给出了一种基于单ADC多通道系统结构的数据采集高速实现方法。通过设计一套高速时序控制逻辑，实现了多个信号同步精确等间隔高速数据采集，能最大限度地发挥数据采集硬件的效能，系统有较高的性价比。     

8通道示波测试技术及其在高射速火炮研发中的应用

针对目前火炮研发中示波测试技术单台设备通道数少,共用多台设备测试时基不同步、数据不兼容及显示有延时等问题,提出一种DLM型8通道示波测试方法及设备;该示波器采用8通道代替传统4通道,解决了多信号的同步触发、时序延迟、分析展现等难题;从高速捕获到长时间记录,实现了多信号灵活可靠的采集;功能强大、指标先进,具有较高的性价比;多次试验验证表明,应用DLM型8通道示波测试技术,能够解决高射速火炮研发中的多通道、高速捕获、长时间记录及多信号显示等测试难题。     

基于FPGA的地检系统设计与实现

系统是为某型号新一代航天载荷可见光通道设计;主要功能是实现可见光通道的图像的实时采集与获取,完成可见光通道的地面调试与性能检测;文中针对测试需求提出了完整设计方案和软硬件实现方法;系统采用Xilinx新一代低功耗现场可编程门阵列(FPGA)作为控制核心,通过自顶向下的程序设计方法完成硬件时序驱动和逻辑控制;系统主要完成了机械接口设计,CMOS探测器的电路设计与时序驱动,光电压信号的放大、滤波与数模转换,图像数据与上位机的传输接口设计以及上位机软件设计;高速数据传输通过USB接口来实现;经测试验证,系统功能良好,能很好地满足实际工程需求。     

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。     

FPGA的多路可控脉冲延迟系统

采用数字方法和模拟方法设计了一种最大分辨率为0.15ns级的多路脉冲延迟系统,可以实现对连续脉冲信号的高分辨率可控延迟;采用Flash FPGA克服了现有SRAM FPGA系统掉电后程序丢失的缺点,提高了系统反应速度。本系统适用于需要将输入脉冲信号进行精确延迟来产生测试或控制用的连续脉冲信号场合,具有很强的适用性。     

模块式可扩展的高速同步采集记录系统设计

为解决多通道高速同步采集记录系统中的通道扩展、采集同步等问题,建立一个采用通用接口、模块化可扩展的高速同步记录系统。由时钟模块输出同步时钟并触发信号控制采集模块,数据在主板控制器下通过 PCIE接口写入存储模块,时钟模块一级级联实现128路采集记录。在此架构下,设计采集模块上的FPGA逻辑结构,实现多种触发和采集功能。经实例测试验证,该系统实现了14 bit 180 M Hz连续采样,同步性能稳定,通带较平坦。     

程控多方式精确同步触发定时采样控制的设计

提出数据采集系统的精度应包括采样信号幅值的精度和采样控制时序的精度两方面，给出了一种数据采集系统中的触发定时采样控制的设计方案，实现了全面的多触发方式的程控，解决了精确同步触发定时采样控制的问题。     

远程控制高时间分辨多通道脉冲发生器设计

基于FPGA为四分幅相机研制了高时间分辨的多通道脉冲发生器;该系统具有4个独立的输出信号,配合高压快门电路实现对分幅相机4个通道曝光时间和延迟的控制;采用FPGA内部计数方法实现各个通道输出脉冲的宽度和延时的精确调节,同时采用光纤通信的方式实现远程控制,并利用高速高压输出驱动接口提高了系统的输出能力;研制的同步脉冲发生器最小时间分辨可达4 ns、输出幅度可达7.5 V、传输距离大于10 km。     

冲击波场高速数据采集系统

介绍了一种测试瞬态冲击波压力场的３２通道高速采集及实时处理系统。设计了由Ｉｎｔｅｌ４８６和ＤＳＰ（数字信号处理器）构成的三级ＣＰＵ分布系统，解决了多通道采样同步、自动触发、数据传输阻塞、实时处理等高速采集中的常见问题，为冲击波等瞬态信号的测试提供了一种切实可行的方法。由于采用了模块化设计思想，该系统的采集处理部分能够单独做为一套通用测试设备。     

VXI八通道同步高速数据采集模块研制成功

北京航天测控公司研制开发出ＶＸＩＣ尺寸八通道同步高速数据采集模块,并成功地应用于我国某地空导弹ＶＸＩ自动测试系统,圆满地完成了地空导弹的地面测试工作。目前,该公司采用该ＶＸＩ模块为我国核物理研究部门组建一套国产化ＶＸＩ高速数据采集系统,不久也将交付使用。该模块八个通道能同时触发采集,通道间采用隔离放大器隔离,每个通道具有独立的Ａ／Ｄ转换器和存贮器,具有内／外触发（ＴＴＬ）功能。它可广泛应用于各种高速数采系统。VXI八通道同步高速数据采集模块研制成功     

基于FPGA的遥测系统数据存储器控制模块设计

针对当前遥感系统存储器早期控制模块存在控制效率低的问题,提出了基于FPGA的遥测系统数据存储器控制模块设计。根据模块总体设计方案,设计模块结构和功能。其中模块结构是由自体测试接口模块、低速读写控制模块、高速流读写控制模块组成的,以SATA2.0接口为存储介质设计控制器,构建不同帧,进行数据间传输转换。设计稳态触发接口电路,达到高速流读写控制触发目的。根据软件主流程,在组合逻辑中插入寄存器使逻辑延迟,实现FPGA时序控制。采用分时操作方法,对命令层中控制器读写模式进行控制,实现传输层完成帧的控制收发。由实验结果可知,该模块最高控制效率优于传统模块,为数据高效存储提供支持。     

全新的NI PXI模块为高通道系统提供精确的同步

20 0 4年 2月 17日 ,NI推出全新的PXI 665 3定时和同步模块 ,利用该模块可达 40 0 0 0通道的高通道系统 ,并提高单个机箱系统的定时功能。这一定时和同步模块为高通道系统的多机箱同步提供了时钟生成和信号路由 ,此外还能在单个PXI机箱中的模块间实现精确的同步。它的特点在于板上时钟路由、PXI触发和星型触发信号 ;能够导入和导出极为稳定的时钟参考 ;并且能以 711nHz的分辨率产生精确的时钟。PXI 665 3模块简化了系统开发 ,并提高了测量精度。这是通过避免电缆长度匹配和信号传输延迟这些挑战传统机架堆叠式测试系统的问题来实现的…     

基于LabVIEW的高速多通道航天器通用测试系统设计

传统“微处理器+AD组件”的实现方式,在采集控制及数据处理等方面已很难满足多通道高速并行测试的需求。随着航天器系统及其设备复杂程度的逐渐提高,为满足航天器系统中多状态高速并行测试的要求,提出了一种基于LabVIEW的高速多通道航天器通用测试系统设计方案。该系统硬件架构采用PXI机箱、采集板卡、指令控制板卡及处理器板卡,同时基于LabVIEW平台进行系统软件开发,实现了多通道高速并行数据采集控制、数据实时显示、数据存储、数据回放及指令控制等功能。通过测试验证,该测试系统能够支持同时128通道在总采样率1KHz下的高速并行采集控制及后续数据处理,并能够支持64通道的指令配置及控制。通过长时间累积测试试验,结果表明本系统工作稳定可靠且通用性良好,具有很好的实用价值。     

一种高性能脉冲信号处理电路模块

针对电力电子器件驱动脉冲信号性能指标多、要求高、处理难度大的问题,设计并制作一种高性能脉冲信号处理电路模块,采用EDA高速电路技术完成设计,LTspice对电路系统仿真并进行实验测试,测试指标相比国内研究现状有显著提高,实现1 MHz的高速脉冲正向整流,输出电平可控,脉宽调节范围达到20%至60%,上下沿时间控制在25 ns以内,其中下降沿时间低至13 ns,传输延时调节范围20 ns至110 ns,2 MHz脉冲信号各项指标也得到大幅提升,从而有效提高驱动电路与主电路效率。进一步优化器件的选择与布局并采用更精密的制作工艺,有望处理频率高达5 MHz的脉冲信号,使电力电子电路更加集成与高效。     

一种GaN FET的窄脉冲激光器驱动电源系统设计

针对半导体激光器驱动电路在低纳秒级对激光光脉冲调节困难的问题,研究了一种基于GaN高速半导体器件的半导体激光器的驱动方案,可实现激光光脉冲的宽度、高重复频率的高精度调节;在设计上,利用FPGA门电路现场可编辑、低功耗等特点,基于Xilinx Zynq平台搭建前置时序产生电路,输出时序信号;设计储能电路,通过驱动氮化镓场效应晶体管(GaN FET)作为开关控制储能回路,最终实现激光光脉冲低纳秒级的精密调节;经过实验验证和分析,该驱动电路能稳定输出脉冲宽度3~200 ns可调、重复频率0~1 MHz可调、峰值功率超过70 w、上升沿时间小于5 ns的激光光脉冲信号。     

基于UWB的无线触发系统的设计与实现

为了获取炮弹落地前后的动作信息,同时为了克服手动预触发高速摄像机的不稳定性及存在的延时和记录完整性问题,以及内触发丢失信息的缺点,设计了基于UWB模块的无线触发系统;该系统以FPGA作为UWB模块的核心控制器,射频芯片DW1000为UWB模块核心,在炮弹与地面站分别放置UWB模块作为标签,通过TOA测距算法精确计算出两点距离,当小于给定距离时给出触发信号,实现高速摄像机的提前触发;对测距系统进行静态误差测量与靶场试验,静态误差在20~40 cm,靶场试验时给定距离300 m,测试结果分别为291.34 m,288.48 m,293.27 m;实验结果表明,该触发系统可以完成预触发,满足炮弹记录实验的预触发需求。     

基于嵌入式系统的仿真训练系统研究

该系统采用基于PC-104总线的硬件平台;VxWorks嵌入式实时操作系统的软件平台,实现了100多路时变信号的产生与精确并行控制和双通道双模式高速串行通信,解决了对多个功能模块的实时、并行控制;模块间的同步与互斥;系统死锁检测与处理等问题。基于嵌入式系统的仿真模拟训练系统可精确产生实装的所有外部信号特征,并实现与测试装备的可靠对接,实现装备的全模拟。详细阐述了该系统软硬件的设计方法、设计步骤,并给出了结论。     

基于PXI总线的信号录取系统设计

针对某型测试设备信号录取过程中信号种类多,实时性要求高,数据量大的特点,设计了一种基于PXI总线的数据录取系统。该系统以凌华公司的PXI-2630仪器机箱以及数据采集卡为硬件平台,采用LabVIEW进行编程,运用多线程,循环缓存,高速磁盘流,同步触发等技术实现了对信号的实时采集、存储与回放;实验结果表明该套录取系统运行稳定可靠,达到了预期的效果。     

2kV高稳定度高压脉冲电源设计

在一些光学精密仪器的应用场合中,不仅需要脉冲电源在时间上能够提供精确的控制,而且需要具有高稳定度的输出,以提高光电系统的探测性能;运用基于高压开关的两级式方法,采用单级高功率MOSFET开关结合具有高稳定输出的直流电源的结构,设计了输出辐度可达2kV的高稳定负脉冲电源;测试结果表明,在输出脉冲宽度为8 μs时,脉冲前沿约为48 ns,系统延迟时间约为140 ns,负脉冲超调参数约为1%。该系统具有结构简单、可靠性高、高稳定性输出等优点,可以为特定的光电器件提供优质的控制方式。