二频机抖激光陀螺高精度低延时信号解调电路设计

在激光陀螺信号解调滤波过程中,工程上经常运用高阶FIR滤波电路来实现抖动信号剥除;这种方法虽然精度高但具有较高的延时,无法满足激光陀螺输出结果实时性的要求;为了解决这个问题,提出了一种基于FPGA的激光陀螺信号解调电路,利用自适应滤波原理对激光陀螺输出抖动信号进行自适应剥除,最后进行了相应精度及延迟测试;实验结果表明激光陀螺信号经过该系统自适应抖动剥除后效果较好,激光陀螺静态输出百秒方差仅为千分之三且系统延迟0.6 ms远低于常规5 ms延迟,满足了激光陀螺信号解调高精度低延时的要求。     

基于FPGA的抖动偏频激光陀螺高精度信号解调

分析了抖动偏频激光陀螺信号的解调原理,提出了一种利用数字信号处理技术并采用FPGA实现的抖动解调方法;通过对激光陀螺脉冲计数值高速采样并采用数字滤波器滤波处理,可以有效消除抖动引起的信号噪声,得到所需的惯性角速率测量信息;增加数字预滤器,以滤除陀螺脉冲输出信号中的尖峰或毛刺干扰,可以进一步提高解调精度;为满足实时性要求,该方法采用FPGA来实现;实验表明,相对整周期采样解调,此方法提高了解调精度。     

激光遥感图像高速滤波器算法的FPGA实现

针对激光遥感信号高速高精度的要求,利用FPGA的多任务、高速并行性设计系统进行滤波。考虑到激光光电传感器设计的滤波器会有很大的信号衰减,且具有精度要求高的特点,提出了基于 FPGA内部基本逻辑单元、乘法器、存储器,经过乘法分解和时序设计,实现具有可移植性的图像高速分辨的方法。系统采用FPGA设计平台,并用Verilog语言设计程序。试验结果验证,该滤波器对激光遥感信号具有高速、精确滤波功能,同时表明利用低端FPGA设计激光滤波器必将成为未来发展趋势。     

基于FPGA的激光陀螺信号高速解调滤波设计

在FPGA中实现DSP和计算机常用的IEEE单精度32位浮点表示方式,通过模块化设计,能够进行相关的浮点加法和乘法操作。利用内部逻辑单元、乘法器、ROM、RAM等资源,经过正确的逻辑控制和可靠的时序设计,设计了一个能对激光陀螺信号进行高速、精确滤波的专用滤波器,并且更简便实现后续DSP或计算机对滤波数据的格式处理。     

一种新型高效的激光陀螺抖动信号剥除技术研究与实现

激光陀螺的输出信号中包涵外界输入角速度、机械抖动角速度两部分信息,而机械抖动角速度是一个叠加了一定噪声的标准正弦振动;在此提出了一种正弦抖动剥除技术,能极大地衰减激光陀螺输出信号中的正弦分量,实现对陀螺输出信号的初步解调,并采用FPGA作为实现工具;文章首先对激光陀螺输出信号特性进行了分析,提出了一种新型的抖动剥除技术的理论模型;然后具体介绍了这种技术在FPGA上的实现方法;最后利用基于本技术设计的FPGA+DSP系统对某型号激光陀螺进行了测试,通过观察证明本方法能很好地实现激光陀螺正弦抖动剥除,剥除后的激光陀螺正弦幅值能衰减到原始值的1/70。     

基于FPGA的双T选频网络的设计与实现

为提高棱镜式数字激光陀螺稳光程回路中相敏信号解调效率,将较窄的带宽内对信号幅度增益大、波动小的双T选频网络数字化应用到数字激光陀螺解调电路中,使用FPGA进行算法设计,得到带宽为2 Hz的带通滤波器。在数字激光陀螺中与ⅡR滤波器进行对比实验,经过实际系统验证,信噪比提升了200%。     

激光陀螺信号解调中自适应滤波器的设计

在激光陀螺信号解调领域中,在满足高精度的前提下如何降低滤波器的延迟一直是相关院所的研究重点。针对此问题,研究了一种新的激光陀螺滤波处理的方法。这种方法采用LMS自适应滤波器原理,分别把机械抖动抖反馈信号作为滤波器的基本输入,把机抖信号、随机噪声和白噪声作为滤波器的参考信号,然后通过FPGA进行数字滤波以及外围控制,最后给出了滤波器的算法实现以及硬件框图。实验结果表明,LMS自适应滤波器有很好的解调效果,经过滤波后的计数值差值在±1个数以内,且延时为1 ms。     

基于FPGA的高速ADC测试平台的设计

高速ADC是超宽带宽通信、雷达信号处理等领域的关键组成部分,所以对它的测试越来越重要;针对传统测试系统成本高、难度大,利用FPGA和FFT算法设计了一套高速ADC动态参数测试系统;重点介绍了高速采样信号的降速处理、硬件电路以及FPGA的设计,从而完成对中科院微电子研究所自主研发的4G4bit高速ADC裸片的测试;最后通过对比测试结果和参考值验证了测试系统的可行性.     

基于FPGA的光纤陀螺仪信号处理

采用数字信号调制解调技术对光纤陀螺进行闭环控制可以有效地提高光纤陀螺的精度,以大规模可编程逻辑器件（FPGA）为基础,将光纤陀螺中的第一环路与第二环路的数字段合并。用单D／A产生数字阶梯波,同时实现数字调制和闭环反馈的功能;基于Verilog HDL语言的两级模块设计与编程,完成各个信号的输入输出缓冲器的分配和闭环光纤陀螺全数字式信号处理;不同温度和输入的试验测试结果表明：陀螺的标度因子线性度优于80ppm,这说明基于FPGA信号处理核心的单D／A反馈回路方案设计是成功的。     

基于FPGA的光纤陀螺信号采集处理卡设计

光纤陀螺姿态测量系统中的信号采集和处理是系统的一个重要环节;文章介绍了基于FPGA的光纤陀螺信号采集处理卡的设计过程,采用Verilog HDL实现FPGA内部逻辑电路设计,选用AD7846完成信号的数模转换,通过FPGA编程实现光纤陀螺的标定和误差补偿,设计了RS232/422通用异步串口通信硬件电路并在FPGA上实现了串口通信;实验结果表明:该卡能够准确实时地采集并按预定的设计处理光纤陀螺信号。     

TMS320C6713B在船用捷联惯导系统中的应用

为了满足船用激光陀螺惯导系统的应用需要,设计基于DSP芯片TMS320C6713B和FPGA的导航计算机系统,FPGA实现对激光陀螺和加速度计输出信号的计数,完成DSP与外部的通信。该系统具有以TMS320C6713B为核心的单CPU结构,可以进行64位精度运算且运算速度快,能满足实时性要求。     

高精度测频方法及其在四频激光陀螺中的应用

为了减小普通电子计数法测频时的±1量化误差,采用数字滤波来滤除量化噪声,设计了一种高精度测频电路.使用现场可编程逻辑阵列(FPGA)器件和VHDL语言设计了测频系统,对信号发生器所产生的标准信号的测量结果表明快速滤波基本消除了量化误差的影响,实现了高速、高精度测频.该方法具有等间隔测量的特点,已用于四频激光陀螺的测试研究.     

动态可重配置的星上嵌入式实时计算系统

卫星上由于特殊条件的限制,计算机处理速度满足不了对信号处理的需要,而且不能在有限的硬件规模和功耗的情况下灵活地实现各种计算处理功能。提出了一种基于嵌入式微处理器配合大规模现场可编程门阵列（FPGA）的动态可重配置结构的星上实时计算系统的体系结构设计,可在一块FPGA资源上通过动态重配置实现不同的信号处理功能。实际应用证明,处理速度和性能得到了大幅度提高。     

CCD信号采集系统中PCI接口设计

针对高速CCD信号采集系统中数据传输量大的特点,介绍了一种简单易用的高速数据采集系统中的PCI总线接口解决方案,论文采用FPGA实现PCI总线接口和PCI用户逻辑,提高了系统的集成度和可移植性,使高速的A/D转换器有高速的总线与其相匹配,有效的解决了数据的实时高速传输问题,为信号的实时处理提供了方便。     

人体外骨骼控制器硬件设计

为了适应外骨骼机器人的发展需求,设计了一款可以实现外骨骼控制的控制器,该控制器采用以PowerPC芯片为核心,FPGA芯片为辅的硬件设计,文中详细说明了各个模块的设计思想及外围接口电路的设计,由于PowerPC芯片较高的内部集成了多种功能,以及在平台中加入了以FPGA来集中控制各个接口,因此可以实现多个传感器接口信号采集和控制,并使用实时操作系统对各个传感器信号处理和控制。该控制器具有运算速度快,扩展方便,可靠性较高的特点。     

基于DSP与FPGA的运动控制器设计

设计了一种基于DSP和FPGA的四轴伺服电机运动控制器,该控制器选用DSP与FPGA作为核心部件。针对运动控制中的一些具体问题,如高速、高精度、实时控制等,规划了DSP的功能扩展,在FPGA上设计了功能相互独立的四轴运动控制电路。该电路接收和处理4路编码器反馈信号;可以处理原点、正负方向、到位以及急停等数字量输入信号;提供16路数字输入输出信号作为系统一般功能扩充使用;具有较高的集成度和灵活性。     

阵列水声信号采集系统设计

提出了一种新型大规模阵列水声信号采集系统设计方法。该设计基于数据流驱动设计思想,利用FPGA实现了高速LINK口,同时在数据传输中采用独特的两级缓冲结构,因而系统拓扑结构灵活,数据吞吐率高,同时具备同步性能好,扩展性强的特点。     

基于FPGA的煤矿突水监测系统数据采集系统的设计

针对现有的煤矿突水监测系统数据采集系统存在信号采集和数据处理速度较慢、采集数据精度较低的问题,介绍了一种基于FPGA的煤矿突水监测系统数据采集系统的硬件和软件设计方法。该数据采集系统可实现8通道模拟信号的切换、4种电压范围的AD转换及采集数据的数字滤波,具有信号采集和数据处理速度快、精度高,硬件电路设计简单、调试方便,抗干扰能力强的特点。     

基于FPGA的宽带多普勒测速声纳数字系统的设计与实现

针对多普勒测速声纳的高精度要求,采用宽带发射信号和相控阵波束形成技术,并利用FPGA在数据处理方面高速、并行、实时的特点,在以Altera StratixII EP2S60F484I4 FPGA为核心的系统上设计了宽带多普勒测速声纳数字系统,实现了采样控制及带通滤波、波束形成、相关运算等信号处理算法。测试结果显示,宽带信号能够更好地满足声纳系统高精度要求。