高速大气激光通信收发模块的研究与设计

设计并实现了高速半导体激光器调制驱动电路和光电二极管直接检测电路的收发合 一模块。计算机间大气激光的双工通信实验表明,所开发的激光收发模块具有宽带、高速、误码率低等性能,为大气激光通信系统提供了可靠保证。     

多天线数字高清图传电路设计与实现

针对应急通信场景中图像、视频等宽带数据的稳定收发需求,基于软件无线电架构设计了2收2发天线的数字高清图传电路。该电路采用FPGA对基带数据进行64QAM调制,并通过AD9361射频收发器变频至5.8GHz进行收发。设计中使用ADS软件对AD9361的射频接收前端级联链路的阻抗匹配网络进行了仿真,在VIVADO软件中进行64QAM调制电路的设计与仿真。经测试,该电路能够进行图像数据的采集和收发,能够满足应急通信场景下高清图像的传输需求,具有体积小、通用性强的特点。     

基于嵌入式的高速光纤视频图像传输模块的设计

针对某工业现场总线的测试要求,为实现利用光纤高速传输视频图像信息,设计了一种利用FPGA为核心,光纤作为基本传输媒介的视频图像传输模块,该模块实现了光收发模块的电路设计,高速GTX转换单元等,逻辑控制部分通过数据位转换,对齐模块,视频图像解析模块等对视频图像信息进行处理,最终使视频图像在HDMI显示器上显示。多次的实验验证及 仿真表明,该模块实现了10Ｇｂｉｔ/ｓ级高速视频图像的光纤无失真传输,与传统传输方式相比速率大大提升,同时设计了可靠的嵌入式硬件电路和光纤连接方式,抗干扰性和可靠性更强。     

基于以太网语音和IP数据无线光通信链路设计

针对移动应用平台间进行较短距离的直接通信,设计了一种基于以太网和无线激光传输的通信链路系统。该系统使用直接调制的方式将以太网发出的电信号调制到光波上,将携带信息的载波激光束聚焦、对准发送至接收设备;接收设备将采集到的信号进行解调,由光信号还原出发送方输出的电信号,经以太网传输至接收端,实现信号的双向传递;该系统可实时、大容量、高速地传输语音、数据、视频和图像等信号,且通信质量稳定可靠,保密性和安全性能优良。测试结果表明,该系统能较好地在大气间进行实时高速地数据通信,满足移动应用平台间的保密需要。     

点对点双工无线激光通信系统的研究与设计

设计一种基于伺服系统算法的无线激光通信控制的设计与研究,目的是构建一个激光器通信平台,通过此平台激光器可以快速对准,并完成通信。该系统是由收发信端机、瞄准伺服系统、调制/解调等模块组成,利用激光器快速对准并且无误的传输语音、视频图像和数据信息。实验表明无线激光器可以满足此系统要求且能够保证稳定的通信。     

2.3km距离1.25Gb/s速率自由空间光通信实验

介绍了采用新研制的便携式大气光通信系统实现了2.3km距离、1.25Gb/s速率的自由空间光通信实验.给出了系统的设计考虑、基本原理、系统组成等.通信系统的天线口径为40mm,光终端重量为3.5kg,通信波长为1550nm.该通信系统具有视频、以太网等多种接口.实验证明了光学接收系统的接收口径尺寸一般要大于扰动产生的闪烁空间尺度的设计要求.     

基于CC1100和MSP430的无线UART实验设计

为了实现低功耗的无线串行通信,设计了一种对UART进行无线传感器网络的应用实验。通过学习使用C语言在IAR Embedded Workbench for ARM软件开发平台进行串口的基本设置和应用,并配合使用无线收发模块CC1100和具有低功耗MSP430F2132组成的无线传感器节点实现数据收发功能,最后使用网关节点和PC机实现数据接收并显示,整个设计是一个实现数据发送、数据转发和数据接收,最终数据显示的过程,即UART通信。     

一种用于旋转环境的无线激光数据传输模块设计

针对在发动机高速旋转状态下,其叶片的应力和温度等参数的测量需求,提出一种基于无线激光通信的数据传输模块。该模块由发动机转子端的发射部分和地面接收部分构成。发射部分将叶片采集的测量数据通过激光驱动电路采用直接调制的方法驱动激光二极管以光信号的形式发送给地面。地面接收部分通过光电探测电路将光信号转换为数字信号并传输给计算机进行处理。搭建了实验测试平台,测试结果表明无线激光数据传输模块在50cm的传输距离下可达到18MB/s的数据传输速率。     

激光传感通信技术的智慧医疗监测系统

将激光传感通信技术应用在智慧医疗监测领域,设计高监测精度、高传输速率的智慧医疗监测系统。利用激光传感技术设计体温测量模块,模块采用F-P腔匹配滤波解调方法,泵浦源发射光产生宽带光在谐振腔生成激光,抵达光栅后原路反射到达F-P腔中心波长解调,光电探测器接收光栅反射光与F-P腔透射光的卷积,获取体温监测信号;激光跳频通信模块FPGA以串口为中介发送、接收医疗数据,模块的ASK基带编码激光调制依据调制激光循环频率随调制信号基带频率的变换的原理,计算可变基频调制信号,实现医疗数据通信传输。得到以下实验结论:体温测量模块能够提升中心波长,节约模块测量人体体温用时;激光通信模块可连续传输医疗数据,运行稳定。     

基于嵌入式的远程通信信号发生器的设计

设计远程通信信号发生器实现通信信号的采集、滤波、检波、放大、调制与接收,提出基于嵌入式技术的远程通信信号发生器设计方案。信号发生器主要包括了通信基阵模块、收发转换电路模块、通信信号滤波及检波电路模块、信号放大处理模块、信号调制解调模块以及接收机设计等。采用嵌入式控制器PXI-8155对通信信号发生器的各模块进行串口、并口及GPIB接口的总线设计,实现远程通信信号发生器的嵌入式集成总线优化设计。对信号发生器进行通信信号传输处理分析,实验结果表明,该远程通信信号发生器能有效提高信号的稳定准确传输能力,降低通信信号传输的误比特率。     

激光测距中数字鉴相器的设计

相位法激光测距广泛应用于距离测量,尤其是短距离测量领域,测距系统的测量精度和速度主要取决于鉴相器的设计,为提高鉴相器的测量精度和速度,本文给出了一种新型数字鉴相器。通过加入反馈电路控制信号调制器,只需一组鉴相器即可实现激光发射信号与接收信号相位差的测量。调整CIC滤波器的参数,最大限度地提高滤波器输出信号的信噪比。对CORDIC算法进行优化,不仅扩展了测量范围,而且提高了测量精度和速度。本文使用Matlab对该数字鉴相器进行了性能评估,并在FPGA上实现了该数字鉴相器,与传统的数字鉴相器相比,测量精度和速度都有较大的提高,同时也降低了设计成本。     

基于三维成像技术的激光图像处理系统

采用图像处理技术处理后的激光三维图像能够显著提升图像精度,为刑事侦查、工业部件生产提供可靠的图像依据。通过设计基于三维成像技术的激光图像处理系统解决三维成像技术精度低、耗时长的问题。系统主要包括激光三维成像模块、DDR外接存储模块、FPGA模块、上位机等部分;激光三维成像模块增加转镜获取高精度的激光三维图像,DDR外接存储模块负责存储激光数据,分散FPGA模块资源损耗,通信电路模块负责传输DSP和上位机、DSP和FPGA之间的激光数据;软件部分依据激光三维成像原理获取激光数据,基于OpenGL软件接口重构激光三维图像表面。实验结果显示,系统成像精度高,处理激光三维图像效率和可靠性强,在激光三维图像处理方面的应用前景广阔。     

TLK1501在大型望远镜视频传输系统中的应用

针对大型望远镜需要对标准Camera Link接口相机进行远距离视频传输和控制的具体要求,提出了基于FPGA和TLKI501的Camera Link高速视频光纤传输系统设计方案.论述了系统各部分组成以及TLK1501在设计调试中应该着重处理的环节.并对已经设计完成的系统进行图像传输试验,取得了良好效果.     

猫眼逆向调制激光通信接收放大电路的设计

猫眼逆向调制激光通信由于通信速率高,回波信号微弱,对接收放大电路提出了低噪声、高增益和宽带宽的严格要求。首先分析了猫眼逆向调制激光通信链路模型和信噪比对误码率的影响。然后,根据系统设计指标分析了电路的带宽、增益和噪声限度等性能参数;在此基础上设计了由跨阻放大模块和增益可变主放大模块构成的接收放大电路。最后,计算了电路的总噪声,并对电路的响应特性进行了仿真。该接收放大电路的带宽达到140 MHz,信号增益大于70 dB,总噪声电流约为1.34×10~(-7)A。结果表明,该设计能满足系统后续的数据处理要求。     

AD9883在平板显示视频接口中的应用

结合平板显示器（FPD）视频显示的原理，介绍了平板显示器接口芯片AD9883的主要性能。重点论述了芯片功能结构、内部寄存器设置以及在平板显示视频接口中的应用。结合FPGA技术提出了一种接口电路方案，实现高分辨率视频图像的采集，为平板显示器件提供良好的数字视频源。利用AD9883高速、高精度的视频A／D转换功能，该方案支持显示分辨率最高为SXGA，可广泛应用于多种平板显示器件。     

基于STM32的超声波测速测距系统设计

系统以STM32处理器为控制核心,主要包含超声波发射电路、超声波接收电路、温度补偿模块和液晶显示电路等电路。通过测量超声波发射到遇到障碍物返回的时间差,计算出距离和速度。采用DS18B20检测环境温度,修正超声波传播速度误差。经测试,系统可测量5 m内的距离和100 cm/s内的速度。     

激光雷达多路距离测量系统设计

为了实现阵列激光雷达发射单脉冲激光瞬间3维成像,解决多路激光距离测量问题,采用并行处理架构设计了25路并行距离测量系统,由4个测量单元和1个复用单元构成1个多核并行处理机。每个测量单元包含8路跨阻放大器和8路高速比较器、1片TDC-GPX芯片和1个STM32处理器;复用单元由现场可编程门阵列实现多路测量数据打包,并通过USB2.0完成数据上传。结果表明,多路激光测距误差小于25cm;测量系统具有开放性,测量通道数易于扩展,子板可互换;并提出了按距离分段的误差校正方法,无须重复测量多次,可在单脉冲探测下直接校正测距数据。这为研制更高精度的阵列激光雷达系统奠定了一定的基础。     

基于IP的软件视频会议系统设计

随着网络通信和多媒体技术的发展,企业内部借助网络通信日趋频繁,基于网络的视频会议系统得到了广泛的关注。为了降低会议成本、提高会议效率,设计了一种基于IP网络的软件视频会议系统。该系统主要包括网络数据传输、音视频共享、数据交互和会议控制与管理四大功能模块,通过会议控制与管理模块控制集成以上功能模块并构成一个系统。通过该系统的实现进而改变机关事业单位内部传统的沟通方式,提高机关事业单位运作效率。     

4×6 MIMO信道解码器的FPGA设计与实现

多输入多输出(MIMO)技术在现代无线移动通信系统中应用广泛,FPGA实现MIMO信道估计和解码是其实用化的关键。为保证系统性能,设计了一种OFDM-MIMO系统的并行流水浮点4×6 MIMO信道解码器,并在单片Xilinx Vertix6 FPGA芯片上进行了实现。实验结果表明,系统处理速率可以达到120 MHz,可以用于速率为1.485 Gbit/s的HDI高清视频的实时传输。