本論文以某雷達(dá)和某吊艙中的旋轉(zhuǎn)變壓器位置解算系統(tǒng)研制為背景,針對(duì)單、雙通道兩種不同類型的旋轉(zhuǎn)變壓器設(shè)計(jì)了相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)變壓器解碼系統(tǒng)。完成了解碼系統(tǒng)的總體規(guī)劃、電路設(shè)計(jì)、FPGA軟件開發(fā)以及實(shí)驗(yàn)測(cè)試,并解決了雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器解碼系統(tǒng)中的糾錯(cuò)問題。接下來基于FPGA完成了CORDIC解碼算法的設(shè)計(jì),并對(duì)該算法進(jìn)行仿真,驗(yàn)證了這種算法的可行性。主要完成的內(nèi)容如下:1.根據(jù)雷達(dá)伺服系統(tǒng)中使用的單通道旋轉(zhuǎn)變壓器特性,確定單通道旋轉(zhuǎn)變壓器解碼系統(tǒng)的總體方案。首先完成了系統(tǒng)的核心器件選型以及電路設(shè)計(jì),并通過Multisim軟件驗(yàn)證了電路設(shè)計(jì)的可行性;然后對(duì)系統(tǒng)的FPGA軟件部分進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì),并借助Modelsim軟件對(duì)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真驗(yàn)證;最后對(duì)單通道旋轉(zhuǎn)變壓器解碼系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試,達(dá)到了系統(tǒng)的功能要求。2.根據(jù)吊艙伺服系統(tǒng)中使用的雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器特性,設(shè)計(jì)了雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器解碼系統(tǒng)的總體方案。首先針對(duì)雙通道解碼系統(tǒng)中存在的糾錯(cuò)問題進(jìn)行分析并給出了解決方案;然后完成了對(duì)系統(tǒng)的器件選型以及電路設(shè)計(jì),并通過Multisim軟件對(duì)電路設(shè)計(jì)進(jìn)行了仿真驗(yàn)證;接下來采用自頂向下的方法對(duì)FPGA軟件進(jìn)行設(shè)計(jì),并通過Modelsim軟件對(duì)各個(gè)子模塊進(jìn)行了功能仿真;最后對(duì)雙通道解碼系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試,滿足了系統(tǒng)的功能要求,驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的可行性。3.設(shè)計(jì)了以CORDIC算法代替專用解碼電路的解算方法。首先對(duì)CORDIC算法的基本思路和原理做了簡(jiǎn)單解釋;然后詳細(xì)分析了CORDIC算法的旋轉(zhuǎn)模式和向量模式的推理過程;接下來基于FPGA設(shè)計(jì)了CORDIC算法的軟件實(shí)現(xiàn)流程;最后通過Modelsim軟件對(duì)CORDIC算法進(jìn)行了功能仿真驗(yàn)證,證明了該算法對(duì)于位置解算的可行性。
【學(xué)位單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TM383.2
【部分圖文】：

第二章 旋轉(zhuǎn)變壓器解算系統(tǒng)7圖2.2 正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器原理其中，S1S2為旋轉(zhuǎn)變壓器上的定子繞組，Z1Z2、Z3Z4為旋轉(zhuǎn)變壓器的轉(zhuǎn)子繞組。在旋轉(zhuǎn)變壓器工作時(shí)，在 S1S2端加上勵(lì)磁信號(hào)，同時(shí) Z1Z2和 Z3Z4上就能感應(yīng)到相同頻率不同幅值的正弦信號(hào)。規(guī)定如圖 2.2 所示位置為旋轉(zhuǎn)變壓器的零位位置，即 Z1Z2與 S1S2平行。設(shè)勵(lì)磁信號(hào)的角頻率為d ,幅值為dE ，轉(zhuǎn)過的角度為d ，則兩轉(zhuǎn)子繞組上的信號(hào)可表示為：'12'34sin sinsin cosZ d d dZ d d dU E tU E t (2-1)其中

正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器信號(hào)變化規(guī)律

速度更快；而串口方式則能減少出線數(shù)量，減小布線難度。根據(jù)芯片手冊(cè)和實(shí)際需求硬件電路設(shè)計(jì)如圖 3.5 所示：圖3.5 解碼電路原理圖其中，CLKIN 用作時(shí)鐘信號(hào)的輸入，如果使用的是單端時(shí)鐘信號(hào)，只需要接入CLKIN 引腳即可。而如果使用的是晶振或者振蕩器，則還需連接 XTALOUT 引腳，AD2S1210 的額定頻率輸入范圍是 6.144MHz 到 10.24MHz，在此本方案選擇的是頻率為 8.192MHz 的無源晶振；EXC-、EXC+是芯片內(nèi)部產(chǎn)生的一對(duì)差分勵(lì)磁模擬信號(hào)，用于提供給旋轉(zhuǎn)變壓器正常工作需要的基準(zhǔn)勵(lì)磁電壓；SIN、SINLO、COS、COSLO分別是芯片輸入的兩對(duì)差分模擬信號(hào)；VDRIVE決定的是數(shù)據(jù)輸出引腳的工作電壓，范圍可以在 2.3V 到 5.25V 之間自由選擇

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本文編號(hào)：2827769