摘要：为解决不同视频系统之间显示时序、色彩空间、帧频、分辨率等不一致的问题,设计了一种以FPGA为控制核心,DDR2 SDRAM为高速缓存的视频转换系统,该系统从图形工作站采集到DVI视频,先进入高速缓存模块,然后通过视频转换算法在FPGA内部完成RGB至YCbCr的色彩空间转换,最后控制硬件实现PAL视频输出,实现了由DVI视频向PAL视频的转换。经长期测试证明:该系统稳定可靠,达到设计要求。

摘要：针对用电平型信号作为紧急命令传输可靠性低的问题,分别从硬件和软件两方面进行了优化设计。在硬件方面,通过对相关参数的理论计算,采用光继电器发送指令,经过电缆用光电耦合器接收指令的电路组合;在软件逻辑方面,将紧急指令以连续脉冲形式发送,经过冗余设计后,对收到接收端FPGA的指令进行滑窗判别,保证指令在接收后判别的可靠性。经测试,优化后的指令传输接口设计简单、功耗低、应用广泛,能实现紧急指令在80 m电缆下长期可靠地传输。

摘要：针对目前多路信号源DA转换及其调理电路的复杂性问题,结合测试系统对于模拟信号源的需求,设计了一种基于FPGA和PCI总线的多路模拟信号源。信号源包含23路0~28V可调模拟电压和1路100V直流模拟电压。该板卡以FPGA作为系统控制器,PCI9054作为PCI总线协议芯片,100V模拟电压通过升压芯片LM5022产生,并通过NAIS公司的光MOS继电器AQY277A来控制输出;23路0~28V可调模拟电压通过6片四通道DA转换芯片AD5504进行DA转换。最后经过上位机标定系数,辅助提高输出电压精度。并与上位机配合测试得到大量数据,验证了该板卡可以可靠输出所需电压,稳定性高,满足设计要求。

摘要：为了实现长线422的串行高速传输,设计了以FPGA为控制芯片,DS26C31和DS26C32为差分线路驱动器的长线422收发模块电路;并给出了FPGA内部通过严格控制时钟实现高速串行发送、串行接收单元的逻辑设计。经测试,该设计能实现45 m双绞长线,速率达10.3 Mb/s的稳定可靠传输。

摘要：随着微电子机械系统(MEMS)技术的发展,电容式微机械超声换能器(CMUT)以其良好的特性在超声成像领域获得越来越多的关注,为了验证不同结构的CMUT线阵对超声成像分辨率的影响,提出一种CMUT成像方法。首先设计了一种CMUT结构,中心频率为3 MHz,以全聚焦成像理论为基础,通过MATLAB仿真,构建了CMUT模型和散射点,模拟了CMUT线阵在水下的全聚焦成像,仿真结果表明了128阵元且中心间距为0.5λ的CMUT结构成像效果最好,并搭建CMUT水下测试系统,测试了设计的CMUT的发射性能、接收性能和成像效果,C-V特性曲线显示,直流偏置电压为0 V,CMUT静态电容为732 pF。薄膜振动形态均匀圆润,最大振动位移可达到543.57 pm,最大振动速度可达6.683 mm/s,发射波形和接收波形不失真,实现了二维水下超声成像,证明了水下目标体的存在,完全可以满足成像要求,且仿真结果与理论一致,为后续的CMUT阵列成像系统提供了参考依据。

摘要：超声波信号检测及放大是搭建水下超声系统的基础,当微型电容式超声换能器(CMUT)处于接收状态时,电容值变化量为pF级,这对信号检测与放大电路设计提出了很高的要求。在进行了CMUT工作原理分析、C-V特性测试、电荷放大原理理论分析、仿真及实验后,所设计的电路灵敏度可达到2.5 V/pF,该电路性能优良,可集成度高,可推动CMUT的广泛应用。

摘要：针对某项目多通道信号采集的需求,设计了一种高精度、高可靠性的采集装置。系统以FPGA为控制芯片对多路传感器信号进行采集。待采集信号先通过信号调理和模拟开关滤波稳压处理,随后进行AD转换并编帧为数组形式,最后通过RS-422发送端完成对数据的上传。为了提高系统的灵活性和抗干扰能力,数字变换器采用模块化设计,由主控卡和电源卡构成。并采用SAR型模数转换器来提高采集精度。结合上位机与测试工装进行验证,经大量实验结果显示,该系统模块化稳定,采集精度优于0.5%,可达到项目需求。

摘要：为提高跳频信号接收系统的解调处理性能,提出基于迭代双稳态随机共振的数字化接收算法。该算法通过数字化的样点筛选过程实现单一随机共振系统处理多个频点上的信号,利用单系统多次迭代提高信道噪声向有用信号的转化程度,设计本地信号通过相干计算消除随机共振带来的信号频率畸变。理论分析和仿真实验结果表明,算法能够实现跳频信号的解调,算法性能随着采样率的提高而增加,且在高倍采样率的条件下,解调性能优于现有单一随机共振检测系统约2 d B。

摘要：在设计多路信号源时,为了解决通道切换时间较长和调理电路的复杂性较高这两个问题,同时为了提高模拟信号源的精度,设计了一种基于FPGA的多路模拟信源卡。该信源卡的主控芯片为FPGA,采用PCI9054作为桥梁完成以下两项任务:上位机下发指令、硬件电路与上位机进行通信,除此之外还采用了8片4通道的DA转换芯片AD5504进行数模转换,信源卡包含了32路输出通道,每路通道输出0~28 V可调模拟电压信号,且波形和占空比均可调。经过多次实验验证,该信源卡可以输出测试系统所需的模拟电压并且输出电压的误差小于满量程的0.1%,且各通道的功率控制在0.4 W以内,输出的模拟电压信号稳定性高,满足设计需求。

摘要：针对高速图像数据传输的实际需求,设计了一种基于千兆以太网的大容量数据高速传输设计方案。该方案根据实际需求充分利用FPGA可重构性的优势,实现了以UDP协议为基础的自定义全双工MAC核,其优化的命令接收模式在接收端绕过了TCP/IP协议降低了FPGA端协议解析的复杂度与硬件开销;其流量可控并带有重传机制的数据上传模式可以与不同配置、不同工况的上位机稳定、可靠、高效率地传输。实际最高传输速率达到稳定的49 Mbit/s,性能优越。