摘要：针对全景多目标侦察遥感图像传输速度慢、传输质量差等问题,采用GTX高速串行收发技术、大容量高速缓存技术,设计了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的全景图像采集与高速传输系统,主要包括图像采集模块、GTX图像传输模块、数据缓存模块以及图像显示模块。GTX图像传输模块选用光纤作为传输介质,SFP+作为传输接口,传输协议为Aurora 8B10B single lane 4 byte,数据缓存模块选用DDR3 SDRAM作为系统的高速缓存单元。实验测试结果表明,系统最高可采集图像分辨率为500×10^(4)pixels,最高可实现10.3125 Gbps高速视频图像的光纤无失真传输,误码率约为10^(-12),为大容量图像采集和传输提供了一种可行的方案。

摘要：为满足航天遥测系统中多路高速数据可靠传输的需求,提出了一种基于FPGA控制器和Serial RapidIO(SRIO)协议的四通路数据传输设计方案。设计使用Xilinx A7系列FPGA,并使用4个其内部集成的SRIO IP核,设计内部逻辑,实现四路SRIO高速数据传输;使用其内部集成的吉比特收发器(GTP)以满足SRIO传输协议物理层要求。硬件电路使用4个高速收发光模块完成光电转换;并使用高质量时钟芯片产生125 MHz的差分时钟信号作为SRIO IP核的参考时钟。经测试验证四路数据传输速率可达440 MB/s,且无丢帧、误码现象,该设计已成功运用于遥测系统某地面测试台项目,可实现四路高速数据稳定传输。

摘要：在航空航天领域,为了实现对飞行器上所搭载的传感器信号的采集和传输,必须满足高精度和高可靠性的要求。由于飞行器舱内噪声环境复杂,各通道间容易出现信号串扰。针对高精度的测量要求,设计了以LVDS为通信传输的压力数据采集系统。该系统以分为采集和传输两大部分,采集模块搭建了限流保护电路和高精度的调理电路,并设计了16倍过采样的时序。传输模块以LVDS作为接收和发送单元,在保证传输稳定性的前提下提高总线码速率。经过功能仿真验证分析,所设计的采集系统受噪声影响大大降低,且传输速率不低于240 Mbit/s,采集系统的信噪比不低于77 dB。

摘要：针对振动分析和阵列信号处理等领域对高精度频率测量的需求,设计了一种可用于高精度频率估算的USB3.0高速数据传输系统。该系统以FPGA为系统主控制器,以EZ_USB FX3为USB3.0外设控制器和传输媒介,FPGA内部的时序控制逻辑设计有效避免了对USB局部标志的使用,突破了水印值设置对数据传输速率的限制,最高传输速率可达193.9 Mbyte/s。PC机端获取源频率数据后通过基于全相位时移相位差频谱校正法的估计算法进行高精度频率估计,其测算精度可达小数点后5位,对高精度频率测量系统的设计实现具有一定的工程应用价值。

摘要：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。

摘要：金属屏蔽腔体能够保证车载记录仪在强电磁环境中正常工作,但散热和线缆等开孔会降低腔体屏蔽效果,需要对结构优化以提高屏蔽效能。分析不同开孔方案和结构参数对屏蔽效能的影响,推导电磁屏蔽效能的计算公式,针对纯数值优化方法计算成本高、计算效率偏低的问题,结合解析法计算简单和数值法计算精确的优点,采用自适应权重PSO优化算法对解析式进行快速寻找优化值,采用数值法对寻优结果进行数值仿真计算适应度值,从而得到最优的结构参数。结果表明,与纯数值法优化相比,计算成本大约降低88.54%,在取得同样屏蔽效能的情况下,屏蔽结构的厚度由3.4 cm减少至2.99 cm,体积减小9.03%;在屏蔽结构体积大约相同时,屏蔽效能由98.79 dB提升至102.65 dB。可见提出的优化方法在提升优化效果的同时大幅提高设计效率。

摘要：近年来基于视觉的无人平台广泛应用于军事战争中的侦察、打击、运输等方面。双目视觉系统可以为无人平台提供深度信息。针对现代战争需求,设计了一种双目视觉系统,该系统基于FPGA实现了图像的采集、滤波以及畸变矫正,并为多种代价计算、代价聚合方法留出冗余。结果证明,该系统以较低的功耗完成图像的采集矫正,后续可适配多种算法。

摘要：在航空航天领域中,明确航天器壳体自身的温度分布特征,可以为优化结构和监测设备是否正常运转提供参考依据,热电偶作为航天领域经典的测温元件,其应用十分广泛,但传统的热电偶在冷端补偿电路设计时,会将冷端的温度固定为某一环境温度,以此展开补偿设计,这在高精度测量时,会引入误差。针对此问题,本文采用AD8227和AD590设计了一种新型通用的两级测温电路,来实现对不同热电偶信号的调理和动态冷端补偿,并在输入端设计了RFI射频滤波,使得热电偶传感器信号中频率高于1.011 kHz的差模电压和频率高于21.231 kHz的共模电压被滤除,提升了测量精度,设计完成后,对K型热电偶在冷端处于-40℃~60℃且热端在-30℃~1 200℃区间进行多次测试验证,测量误差优于±2℃。

摘要：针对冲击变换器捕捉到的冲击信号在过渡带衰减特性较差以及在2倍频的衰减过程中信号出现较大波动振荡等问题,从调理滤波电路和芯片选型的角度分析了冲击信号在调理电路中的频率响应特性并进行优化设计。通过对比分析信号在经过LTC1569和MAX7400两种滤波电路的频率响应特点,选择输出噪声更小,芯片功耗更低的MAX7400。经设计验证,本冲击变换器频响过渡带衰减特性较LTC1569减少10 dB,并且2倍频内衰减特性稳定,波动振荡很小,更能满足设计要求。

摘要：在火箭参数测量系统中,传统的传感网络使用电缆进行连接,随着测试点的增加,大量缆线的使用不仅带来了多余的负载和功耗,而且还占用了大量的舱内空间,为火箭舱内其他设备的布局和安装造成巨大的困扰。针对上述问题,提出了一种基于CC1310的无线传感网络(WSN)设计方案,实现测试系统无缆化。该设计选用通信频段低于1 GHz(Sub-GHz)的超低功耗射频芯片CC1310作为传感网络控制器,使用低功耗的K型热电偶AD8495实现温度数据的采集,使用锂电池为传感器节点供电。软件设计实现了传感器节点周期性休眠和唤醒侦听机制,主节点轮询访问传感器节点获取状态和数据的功能,完成了传感器节点低功耗设计并且数据的可靠性可以得到保证。经试验测试,该系统设计合理,具有功耗低、数据传输稳定可靠等显著特点,且系统在组网后工作状态平均能耗为88μA,可实现火箭舱内环境参数的长期测量。