發(fā)布時(shí)間：2020-04-14 07:33

【摘要】：測(cè)距機(jī)(Distance Measuring Equipment)系統(tǒng)是一種能夠測(cè)量由詢(xún)問(wèn)機(jī)到固定應(yīng)答器的二次雷達(dá)系統(tǒng),該系統(tǒng)包括機(jī)載設(shè)備和地面設(shè)備。機(jī)載設(shè)備即測(cè)距機(jī)(DME),是目前民航飛機(jī)普遍裝備的一種航空電子設(shè)備,可以用來(lái)測(cè)量飛機(jī)離地面設(shè)備的斜距。地面設(shè)備即DME地面信標(biāo)臺(tái),它的主要用途是當(dāng)接收到DME的詢(xún)問(wèn)信號(hào)后發(fā)射回答信號(hào)。DME模擬器是模擬DME地面信標(biāo)臺(tái)功能的一種儀器,它是在地面檢測(cè)和測(cè)試DME必不可少的設(shè)備。DME模擬器不僅能發(fā)射DME回答信號(hào),還有很多可用于檢測(cè)和測(cè)試DME性能的功能。DME模擬器一般都具有回答概率設(shè)置、隨機(jī)脈沖填充率設(shè)置、輸出電平設(shè)置、脈沖編碼設(shè)置、發(fā)射功率檢測(cè)、發(fā)射頻率檢測(cè)等功能。本文首先介紹了論文的背景,提出了論文的結(jié)構(gòu)安排和任務(wù)。在簡(jiǎn)要介紹了DME系統(tǒng)的工作原理和DME模擬器工作原理及信號(hào)特征后,結(jié)合論文具體設(shè)計(jì)要求,分析了實(shí)現(xiàn)該課題的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),最后提出了基于可編程邏輯器件(FPGA)的DME模擬器隨機(jī)脈沖和回答概率的實(shí)現(xiàn)方案。根據(jù)本論文設(shè)計(jì)工作的重點(diǎn)和難點(diǎn),探討了實(shí)現(xiàn)DME模擬器隨機(jī)脈沖和回答概率的硬件電路設(shè)計(jì)以及軟件控制邏輯設(shè)計(jì)。論文對(duì)實(shí)現(xiàn)DME模擬器隨機(jī)脈沖的偽隨機(jī)數(shù)原理進(jìn)行了細(xì)致討論,并對(duì)通過(guò)線(xiàn)性移位寄存器來(lái)產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)論述。論文還對(duì)實(shí)現(xiàn)DME模擬器隨機(jī)脈沖和回答概率的軟件設(shè)計(jì)作了詳細(xì)描述,介紹了軟件設(shè)計(jì)的各個(gè)模塊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),軟件的工作流程以及各個(gè)模塊之間的數(shù)據(jù)傳遞。論文最后總結(jié)了整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中的不足,并對(duì)后期改進(jìn)設(shè)計(jì)的工作進(jìn)行了展望。本論文實(shí)現(xiàn)了DME模擬器隨機(jī)脈沖的輸出和回答概率的控制,在實(shí)驗(yàn)室經(jīng)測(cè)試表明,該模擬器的隨機(jī)脈沖輸出和回答概率控制達(dá)到了設(shè)計(jì)指標(biāo)的要求,滿(mǎn)足了DME設(shè)備的測(cè)試、維護(hù)等需要,并已得到實(shí)際應(yīng)用。
【圖文】：

圖 3-6A/D 轉(zhuǎn)換電路原理設(shè)計(jì)圖本論文中，A/D 采用單端輸入的形式，輸入信號(hào)是經(jīng)過(guò)運(yùn)放 AD823AN 調(diào)頻信號(hào)，，通過(guò)運(yùn)放可以將詢(xún)問(wèn)信號(hào)調(diào)整到 A/D 轉(zhuǎn)換芯片合適的工作電壓調(diào)整后的視頻信號(hào)接入 A/D 轉(zhuǎn)換芯片的 VIN-_A 管腳，VIN-_A 管腳與片壓輸出端連接,VIN+_A 與 VIN-_A 之間電容用于濾除干擾信號(hào)。為了減輸入到 AD9238 芯片的模擬電源、數(shù)字電源引腳的電源信號(hào)用不同容值聯(lián)濾波。本文中信號(hào)采樣選擇 A/D 轉(zhuǎn)換芯片中的 A 路，B 路作為備用測(cè) 轉(zhuǎn)換芯片與 FPGA 之間共有 28 根信號(hào)傳輸線(xiàn)：兩路 12 根 A/D 數(shù)據(jù)線(xiàn)、GA 輸出的采樣時(shí)鐘線(xiàn)（本論文中選用 40MHz 采樣頻率）和 2 根采樣數(shù)據(jù)線(xiàn)（OTB 管腳）。此外，SENSE 管腳接地，VREF、REFTA 和 REFTB 管電容以提高系統(tǒng)抗噪聲性能[15]。A/D 模塊原理圖設(shè)計(jì)如圖 3-7 所示。

圖 3-7A/D 轉(zhuǎn)換電路原理設(shè)計(jì)圖3.4.2 FPGA 模塊FPGA 模塊是 DME 模擬器信號(hào)處理的核心部分，在該模塊要實(shí)現(xiàn)距離回答信號(hào)以及完成對(duì)外部器件的控制。FPGA 模塊主要由一片 FPGA 和其配套使用的E2PROM 組成。FPGA 采用的是 Xilinx 公司帶有 PowerPC 嵌入式內(nèi)核的 FPGA-Virtex4 系列XC4VLX60_FF668I 型器件[16]。該器件主要特點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：(1) 邏輯元件共有 59904 個(gè)單元；(2) LAB/CLB 數(shù)有 6656；(3) 總的 RAM 位數(shù)達(dá) 2949120；(4) I/O 數(shù)達(dá) 448 個(gè)；(5) 核心供電電壓為 1.2V；(6) 共 668 個(gè)管腳；
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：V243;V351.37

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本文編號(hào)：2627049