基于FPGA的时间间隔测量系统的设计

为了解决电容充放电放大电路测量时间间隔的不稳定,采用复杂可编程芯片FPGA设计实现精密时间间隔的测量。FPGA的锁相环（PLL）电路得到高频时钟,时钟管理器（DCM）实现高速时钟移相,内插时钟得到高精度时间测量。通过在光电回波脉冲时间间隔测量系统中验证,该设计可以得到200ps的时间间隔测量精度。采用FPGA芯片设计的数字化测量系统,具有集成度高,性能稳定,抗干扰强,设计方便等优点,能广泛应用于科研和生产中     

分布式多通道同步采集系统设计

为实现分布式微震采集系统中各个采集终端之间和同一采集终端多个通道之间的同步,设计了一种分布式多通道同步微震信号采集系统。利用了ADS1278解决了同一采集终端多通道之间的同步采集问题,同时使用GPS时钟同步的方法解决了不同采集终端间的同步问题,在GPS设计中提出了时钟分相算法测量1PPS信号和本地秒脉冲时间误差,通过PID算法计算得到恒温晶振的频率偏差控制量来调整恒温晶振,最终使1PPS信号和本地秒脉冲信号高精度同步,从而实现不同终端之间的采样时钟同步。实验结果表明,不同数据采集终端之间的同步精度优于500ns,实现了分布式多通道同步信号采集。     

基于STM32F107VC的IEEE1588精密时钟同步分析与实现

随着网络化与分布式系统的应用,对系统各节点间的时钟同步精度要求越来越高,尤其在分布式运动控制中,高精度时钟同步更是一切应用的基础。针对此问题,首先分析了IEEE1588时钟同步的基本原理,并从理论上深入研究了影响时钟同步的关键因素,经过综合分析对比各实现方案的优劣,创新性提出了具有较高性价比的基于STM32F107VC的IEEE1588实现方案,通过捕获硬件时间戳和校正频率漂移,在自定义协议中实现了低于300ns的高精度时钟同步。     

基于FPGA延迟时间插入法实现精密时间测量

本文给出了基于延迟线的高精度时间间隔测量方法,设计了高精度的同步电路,并利用FPGA芯片实现了精度为1laS的精密时间测量,将其用于实际测量,给出了实验数据和实际测量误差分析。     

一种短时间间隔测量方法的研究及其FPGA实现

介绍了基于FPGA(Field-Programmable Gate Array)实现高精度时间间隔测量的系统结构及关键技术.采用锁相环对时钟源进行倍频、相移产生多路相关联的参考时钟,对短时间间隔进行双边沿采样测量,从而等效提高时钟频率,减小量化误差,提高了时间间隔测量的分辨率.最大分辨率可达625ps,测量范围优于20s,为更高精度的时间间隔测量提供更小的测量范围,从而为精细测量专注于更高的分辨率和测量精度打下基础.     

基于PXI总线的定时同步控制器设计与实现

目前多通道、分布式自动测试系统集成领域对同步测量精度要求日益增高,而PXI总线在同步方面具有明显优势。本文利用PXI总线本地触发线和星形触发线两种同步方式,设计了一款控制器,能够生成具有50ppb高度稳定性的OCXO PXI系统参考时钟,生成高精度1M^105M的DDS时钟,实现星形触发线间延时皮秒级,为基于PXI总线构建的自动测试系统实现高精度同步提供有力支撑。     

伪卫星时钟同步方法的研究

提出了一种全新的利用光网络实现伪卫星时钟同步的方法,并设计出了一套基于光网络的高可靠性、高精度的时钟同步系统,实现了不同时钟之间的精密时间同步,同步精度优于1 ns.     

基于MSP430与FPGA的多功能数字频率仪设计

本文采用以FPGA为主,MSP430为辅的框架系统处理方式设计了多功能数字频率仪.该装置采用低频直接测周期,高频等精度多周期同步测量的方法,通过进一步优化标准时钟频率的设置,克服了传统测频方法在高精度要求方面的缺陷.将MSP430作为控制处理核心、FPGA作为信号处理单元,将高效控制与快速运算能力相结合,实现正弦波频率、两路方波信号时间间隔以及矩形脉冲占空比的测量.测试表明,该装置具有高精度、高稳定性、装配简易和操作便利的特点.     

紫外临边成像光谱仪时间同步系统的优化

为了提高紫外临边成像光谱仪的系统在轨时间同步精度,提出了采用参考时钟源计算时钟漂移率的方法。对光谱仪的时间系统工作原理进行了分析,利用光谱仪系统中的1553 B 接口芯片的时标单元作为参考时钟源,获得连续的样本数据,确定了线性拟合计算时钟漂移率,实现对时钟漂移进行动态补偿和光谱仪时间系统优化。给出了基于GPS 时钟源的实时检测方法,采用高速FPGA 芯片设计了时间同步系统;应用仿真测试设备,记录光谱仪时间同步误差的动态变化,实现了动态测量优化后的光谱仪时间同步误差的目的。实验结果表明:优化后的系统实际测量开始时间误差13 ms,不同测量持续时间下的测量结束误差466.8 ms,不同积分时间下的测量结束误差362.5 ms,满足光谱仪数据反演精度时间系统误差512 ms 的要求。     

IRIG-B时间码在同步相量测量装置（PMU）中的应用

IRIG-B时间码以其优越的性能成为时间统一系统的首选码型,被广泛应用于时间信息传输系统中。针对电力系统中同步相量测量装置（PMU）对同步时钟的需求,讨论了IRIG-B时间码在PMU的时钟同步中的应用。电力系统要求PMU的时钟同步误差不大于1μs,本文利用IRIG-B时间码数据全面、对时精度高、不需要人工预置等优点,设计了面向PMU的时钟同步系统,同时给出了其主、从时钟的设计框架,以及利用FPGA进行IRIG-B（DC）码编码、解码的方法。经验证,IRIG-B应用于PMU中可以提高其测量精度。     

5G同步组网架构及关键技术探析

作为必不可少的基础支撑网络,5G同步网急需在技术和产业发展方面尽快推动。面向5G系统高精度时间同步需求,提出高精度同步通用组网模型,重点研究高精度源头、高精度同步传输、高精度同步监测等若干高精度同步关键技术。     

基于ARM和FPGA的远程温度测控系统

为满足航天仪器在飞行试验过程中对环境温度变化的测控,提出了一种基于ARM和FPGA的远程温度测控系统,以STM32F103和XC2S200作为控制核心,通过高精度AD采集芯片ADS1148采集温度传感器端的电压信号,通过ADS1148内部放大、转换成数字量信号,再通过SPI接口传输给控制核心STM32F103。为了实现远端控制,能在2.5 km对-160℃~1370℃温度范围的测控,设计了光电转换模块,把采集的数字量信号转换成光信号传输给近端的控制台,实现温度的远程、实时监测。该项目已经在某航天仪器上的应用实践表明,该系统测温范围广、精度高、功耗低、可靠性高。     

基于恒流桥的高精度温度测量系统

用基于低温漂精密稳压芯片LT1083的低纹波直流线性稳压电源为系统供电,通过恒流桥驱动三线制PT100铂电阻。放大调理信号后,用16位高精度模数转换器AD7606将模拟信号转换为数字信号后,送给主控芯片STM32单片机,实现高精度温度测量系统。分析了温度测量系统中恒流桥单元、信号调理单元、A/D转换单元等功能模块的电路原理及设计依据,并对系统线性误差进行分析。系统通过STM32算法将信号转换成温度,经过实验结果表明该测温系统性能稳定可靠,温度测量温差≤±0.01 ℃。     

基于FPGA精确时钟同步SOPC设计与实现

随着控制网络技术的发展,分布式控制系统对时钟同步的要求越来越高。当前的时钟同步系统通常是使用软件的方式,在网卡驱动时打上时间戳,然后根据时钟同步协议IEEE1588算法进行时钟同步。然而操作系统、网卡时槽的延迟和时钟晶振的偏移等因素的影响导致时钟同步精度只能达到微秒级,为了满足工业控制总线时钟精度的要求,本文提出了基于FPGA的时钟同步、时钟补偿和最佳主时钟的算法,通过搭建测试平台,最后使系统的时钟同步精度达到了纳秒级。     

基于FPGA和STM32的空管雷达数据协议转换器设计

雷达数据协议转换器是空管多雷达处理系统的重要组成部分。它将多路HDLC协议的雷达数据转换成单路IP数据,然后传入多雷达数据处理系统,避免系统为引接多路雷达数据而安装多个HDLC串口卡,较少的接线提高了系统可靠性。该设计提出了一种基于FPGA+STM32的雷达数据协议转换器设计方案,利用FPGA在并行处理方面的优势实现多路HDLC雷达数据的实时采集,FPGA与STM32之间采用串口协议进行通信,由STM32控制W5500以太网芯片完成数据的协议转换。最后,通过实验验证了该设计的可行性和有效性。     

IEEE 1588时间同步误差的研究

网络报文的时间同步方式是未来时间同步方式的趋势。IEEE 1588是关于网络测量和控制系统的高精度时间协议标准,是属于网络报文时间同步方式的一种,其时间同步精度达到次微秒级。本文首先将IEEE 1588与网络报文同步方式中的NTP和SNTP进行了简要比较,然后通过对IEEE 1588时间同步过程的分析,提出了IEEE 1588时间同步系统中可能存在的误差源和影响因素,并最后作出了相应的改进方法。     

基于SAW和STM32的温度监控系统设计

根据电力系统的实际现状,分析了现有测温技术存在的不足,该文利用声表面波温度传感器和STM32处理器的精度高、功能强等特点,设计了一种智能温度监控系统。该系统采用声表面波传感器检测温度,以STM32处理器为核心,控制信号的发射和接收,以及处理和通讯温度数据等。介绍了声表面波传感器测温原理及STM32处理器性能,提供了智能温度监控系统的解决方案和软硬件设计思路。实验表明,该系统与现有测温设备相比具有更高的可靠性和操作性,为电力系统的安全可靠运营提供有力保障。     

高精度自动电阻测试仪

介绍一种基于STM32F103单片机的高精度自动电阻测试仪的设计与制作。该电阻测试仪使用分压法来实现对电阻的测量,采用了高精度的16位Σ-ΔADC AD7705完成电阻电压的准确测量。整个系统易于控制,人机交互界面友好。经测试,系统功能齐全,精确度达到0.6%,转换速率达到10/秒。