基于FPGA+PWM的多路信号发生器设计

基于运放的信号发生器精度低且稳定性和可调节性差,而基于DDS的信号发生器则成本高、电路复杂。为此提出了基于FPGA+PWM的多路信号发生器设计方法。该方法硬件上无需DAC与多路模拟开关,由FPGA产生调制输出波形信号所需的PWM脉冲波,经二阶低通滤波和放大电路后即可得到所需波形信号。实验证明,该多路信号发生器幅值分辨率高,频率精度高,且具有良好的直流性能,各通道可独立产生三角波、锯齿波、正弦波、方波且输出稳定。且其成本低,设计灵活,可扩展性强,可应用于各种场合。     

基于FPGA的通用PCM测试系统设计

遥测系统中,使用大量、种类繁多的数据综合设备将不同种类、不同通道的有用信息综合、编码为PCM流.为满足种类繁多的数据综合设备的测试需求,研制了基于FPGA的通用PCM测试系统,实现对具有不同码型、码速率、帧结构以及接口等的数据综合设备的功能测试.系统功能强大,使用灵活方便.     

宽输入全桥Buck-Boost变换器控制策略研究

针对全桥Buck-Boost(FBBB)变换器在宽输入电压范围内高散热需求、低效率、可靠性差等问题,提出了一种宽输入FBBB变换器多模式控制策略。该策略根据输入电压与输出电压的关系确定变换器的工作模式,采用平均电流控制与双沿调制、移相控制相结合的方式,实现FBBB变换器在降压、升压和升降压模式之间平滑过渡,变换器工作在有效占空比区间,对电感电流进行有效控制,确保变换器安全可靠工作。使用Type-Ⅲ型补偿网络来改善控制环路,实现高精度输出和快速动态响应。最后通过搭建仿真模型,验证了其正确性和有效性。     

基于小耦合电感软开关同步变换器仿真及性能分析

针对常规同步整流升压变换器在高开关频率下主开关管的寄生电容存储电荷无法释放和整流开关管体二极管反向恢复行为造成的变换器开关管的硬开关、高电磁干扰(EMI)等问题,提出一种基于小耦合电感软开关同步Boost变换器设计方法,详细分析了软开关实现的条件以及变换器的工作过程,通过电路参数的优化设计和仿真验证实验,实现了宽负载范围内所有开关管和二极管的软开关,使变换器效率得到有效提高,电磁干扰也得到有效抑制,进而验证了理论分析的正确性。     

基于LabWindows的大容量数据分析处理方法

在导弹、火箭和无人机的研制、定型过程中需进行大量的地面验证试验,对关键单机或整机的各种环境响应特性进行测试,将测试数据存储分析处理,为分析导弹的技术状态和工作性能提供充分的依据;在测试记录系统挂载多台设备,进行高采样率工作情况下,为了对采集的复杂帧结构的大容量数据进行分析、显示,采用多线程、硬件匹配和Windows SDK等技术,使用LabWindows 8.5平台设计了一种方法;实际使用表明,该方法稳定可靠,提高了测试系统的性能。     

基于FPGA的高清视频采集系统设计

设计了一种基于HDMI接口的全高清(分辨率1 920×1 080)视频采集与显示系统,该系统以Xilinx公司Spartan6系列FPGA作为控制芯片,采用500万像素级别CMOS摄像头OV5640作为前端数据源,能够采集全高清视频信号;为了解决由于高速大容量视频数据缓存容量和速率不足导致的拖影现象,该系统采用了一块Micron公司4 Gbit容量的DDR3 SDRAM作为缓存介质,再结合乒乓操作,能妥善解决高速大容量数据的缓存问题;该系统选用Silion Image公司的SiI9134作为HDMI接口芯片,能有效支持全高清视频信号输出。该系统可应用于军用监控系统、民用多媒体系统以及医学等领域。     

基于DDS的PCM数字信号源设计与实现*

针对传统的数字信号源存在码速率单一不灵活可调的缺点,设计了基于FPGA的码速率连续可调PCM数字信号源。该设计采用数字频率合成技术DDS,提供频率连续可调的时钟信号,使输出数字信号码速率在1bps~10Mbps连续可调,可实现速度快,步进小,频率分辨率高的调控。实验表明,该信号源可实现输出PCM数字信号,输出信号的码速率可以由用户根据实际需求利用上位机软件设定。     

基于FPGA高精度Δ-ΣADC温度采集存储系统设计

针对配置气体动态稀释比的气体校准仪中,温度的变化会影响气体的密度,从而影响它们通过质量流量控制器的质量流量,若不能实时采集温度稀释比会有较大的误差。本文利用四线制温度传感器PT100、外部激励恒流源、抗混叠滤波电路、24位Δ-ΣADC组成的系统来测量气体室内的温度,恒流源激励PT100将温度信号转换为电压信号,然后通过Δ-ΣADC转换为数字信号,最后通过主控芯片FPGA进行数据采集并存储在Nor Flash芯片中。实测实验表明设计的系统测温分辨率可达0.05℃,重复性好,并且解决了引线电阻、自热效应、温度测量范围小的问题,具有一定的工程应用价值。     

薄膜体声波传感器的有限元仿真与分析

薄膜体声波滤波器(FBAR)传感器的性能受结构和材料特性的影响很大。该文利用COMSOL Multiphysics有限元仿真软件,建立了FBAR传感器的二维、三维有限元结构模型。用氮化铝和氧化锌材料作为压电薄膜对建立的模型做了固体力学和静电学仿真分析,得到了FBAR传感器的谐振频率、导纳特性曲线和谐振频率处的位移分布情况。通过分析发现氮化铝压电薄膜阻抗特性曲线更平滑,而氧化锌压电薄膜存在明显的寄生谐振峰的问题。针对氧化锌压电薄膜存在的寄生谐振峰进行了优化,仿真分析了电极边长尺寸和电极厚度对寄生谐振的影响,实现了对寄生谐振峰的有效抑制。     

一种高精度可调电平接口电路设计

为了满足各种仪器或电路所需的接口电平,设计了一种可生成频率范围在25 MHz～3.2 GHz、电平差模范围为0～1.9 V、共模范围为-4 V～4 V可调电平的接口电路。外部驱动源驱动差模电路产生一个频率为25 MHz～3.2 GHz的差模信号,由数模转换器产生的共模信号通过电阻与差模信号耦合输出电平信号,通过两个信号参考端隔离的办法实现电平的共模电压和差模电压解耦调节,差模和共模信号电平值通过电平控制模块来设定。选择接口输出为标准LVDS、RS485和PECL电平进行实验测试,测试结果表明,该电平接口电路输出的电平信号稳定,精确度高,电平误差小于5 mV。