基于FPGA的单轴数字磁通门传感电路设计

针对传统磁通门传感器模拟电路受温度影响较大的问题,设计了一种基于FPGA的单轴数字磁通门传感器。磁通门的模拟式传感电路由A/D转换器和FPGA取代,调制信号发生器、数字解调及滤波等环节均在FPGA内部编程实现。详细介绍了基于FPGA的磁通门传感电路硬件结构与软件设计,并进行了初步实验测试,证明了设计方案的可行性。     

基于电容桥的差动电容检测方法

数字闭环石英挠性加速度计系统主要由石英挠性加速度计表头和数字检测电路组成,其极限精度取决于差动电容检测电路的灵敏度。针对数字闭环石英挠性加速度计前端差动电容检测的需求,给出了一种基于电容桥的差动电容检测方法。利用数字电路产生高频方波进行单载波调制,同时利用交流电容桥结构对载波信号进行处理,并设计后续的差分放大电路对载波信号进一步处理最终实现对微弱差动电容变化的检测。经过实验验证,检测电路对电容的检测最终实现最小分辨率约为1. 8 f F(对应加速度变化1μgn)。     

差分电容硅微加速度计检测电路研究

针对硅微加速度计中微小差分电容检测,提出了一种基于调制解调方法的闭环检测电路,介绍了该闭环检测系统的原理框图和实现途径。分析了基于单路载波的前置电容-电压( C-V)转换电路,证明了基于相关芯片的解调方法的有效性,其解调效率仅对开环输出有影响;基于双路反馈电路的静电力平衡回路有效提高该检测系统的线性度。结合硅微加速度计参数和电路设计参数,对加速度计系统进行了仿真,仿真结果显示系统稳定,刻度系数为0.9 V/gn 左右,带宽700 Hz左右。结合表头进行的精密转台实验结果表明该加速度计系统刻度系数0.88 V/gn,量程可达±13 gn。     

基于FPGA和DSP的光纤信号实时处理系统

设计了一种基于FPGA和DSP的光纤信号实时处理系统,介绍了系统的硬件组成和工作原理.该系统采用FPGA实现数据的高速采集和逻辑控制,用DSP实现传感信号的全数字解调,分析了载波相位延迟对解调输出的影响并采取了纠正措施.     

改善数字式加速度计处理电路温度稳定性的一种方法

介绍了一种电容式微机械加速度计的数字化处理电路,并重点介绍了数模转换器和模数转换器的温度特性。提出通过将调幅信号与载波信号进行相除运算,来显著的改善由于模数转换器和数模转换器引起的加速度计系统稳定性恶化现象。根据载波信号具有的一些与调幅信号不同的特性,运用方波解调的思想,设计了简化的数字方波解调算法对载波信号进行数字解调,这个算法可以节约大量的FPGA硬件资源,并且可以在解调时实现相位自动对准。     

电容电阻双模态成像系统硬件设计

为了降低电容电阻双模态成像系统硬件电路设计的复杂度,实现硬件电路模块设计的可重用性;在详细分析系统硬件功能的基础上,将电容电阻双模态系统分解成信号激励单元、信号检测放大处理单元、数据采集传输单元,模拟解调等模块;利用模块化设计思想构建了以DSP和FPGA为核心的电容电阻双模态成像硬件系统原型,该系统结构紧凑,容易操作;试验结果表明该系统有稳定性好,抗干扰性强等优点,模块化设计方法在电容电阻双模态成像系统硬件电路设计中具有优势.     

数字解调器设计与实现

针对通信系统中解调电路体积大、结构复杂、抗干扰能力差等缺点,通过深入研究数字解调原理,设计并实现了基于FPGA的QPSK全数字中频解调器。该系统采用数字Costas环来完成载波同步电路设计,同时采用基于Gardner算法的位同步环路完成符号抽样判决处理,并利用Modelsim和Matlab等软件对各个关键技术模块进行了仿真验证,最后通过在线调试得到测试结果。测试结果表明,该数字解调系统具有较高的数据传输速率、较低的误码率以及较大的载波同步及位同步捕获带宽。     

基于FPGA的数字锁相放大器在气体探测中的应用

介绍了基于波长调制光谱技术的激光气体探测系统的基本原理,详细描述了双相数字锁相放大器基本原理和结构;为了实现模块化高精度在线激光气体检测系统,利用FPGA和模数数模器件设计了数字锁相放大器的硬件电路,将数字锁相算法在FPGA中实现;基于FPGA的数字锁相放大器应用于激光甲烷分析仪中,并对4个标准甲烷气体进行了实际测试,在10%量程范围内示值误差不超过±0.2%;实验表明基于FPGA的数字锁相放大器能够用于高精度在线激光气体探测系统中。     

电容层析成像系统中的数字相敏解调技术

相敏解调是电容层析成像(ECT)系统中的关键环节。传统的模拟解调存在着精度低、噪声大和模拟器件的稳定时间过长等问题,成为进一步提高ECT系统精度和速度的"瓶颈"。为此,设计了一种基于FPGA的数字相敏解调方法,实现了快速、高精度的有符号数字相敏解调。验证显示,设计的数字化相敏解调完全满足ECT系统对精度和速度的要求。     

PXI总线数字输入/输出模块的设计与实现

描述了基于PXI总线的数字输入/输出模块的特点和原理,以及用PCI9030接口芯片和FPGA器件实现的PXI总线接口电路,提出了数字输入/输出电路及高精度延时补偿电路的实现方法。实践证明系统原理和硬件设计是成功的。