X射线脉冲星信号模拟器设计

发布时间：2017-12-20 23:40

  本文关键词：X射线脉冲星信号模拟器设计　出处：《西安电子科技大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：21世纪以来,随着科技的发展,人类对深空的探测具有越来越重要的意义。近代X射线脉冲星的发现在很大程度上为人类的深空探索指出一条方向。然而时至今日,X射线脉冲星的相关研究依旧面临着一系列工程技术问题亟待解决。使用X射线脉冲星信号模拟器在地面进行预先实验具有重要的研究意义和发展前景。通过地面实验,可以预先发现探测器升空后可能出现的故障,并测试探测器的性能,很大程度上将会降低脉冲星观测实验的事故率和成本。本文针对X射线脉冲星信号模拟器的理论基础及系统设计展开研究。首先总结了国内外脉冲星研究现状,阐述本设计的研究背景和意义,系统地介绍了脉冲星的衍变、命名规则和分类等基础理论,详细地介绍了模拟器设计的参考理论直接数字式频率合成技术,并根据X射线脉冲星信号的特征,提出一种改进型数字信号合成技术。在X射线脉冲星信号模拟器硬件设计方面,本文首先从原理上根据模拟器的性能需求将硬件系统分为信息处理与参数计算、数字信号合成和数模转换三个核心模块。其中信息处理与参数计算模块以数字信号处理器为核心,主要完成信息的处理以及相位和轨道信息等核心参数的计算;数字信号合成模块以现场可编程门阵列(FPGA)为核心,完成X射线脉冲星信号模拟过程中的数字信号合成,并通过FPGA实现对模拟器其余芯片器件的控制;数模转换模块是以数模转换器为核心,实现数字信号到模拟信号的转换输出。设计过程中结合X射线脉冲星信号特征,根据各模块芯片内部以及输入输出接口的电气特性和规格要求,完成硬件系统的原理设计。在印制电路板设计过程中,充分考虑信号完整性和电源完整性等相关理论,结合实际环境,进行布线前遍历各个场景的反射和串扰仿真,得到最佳布线场景和约束要求,实现硬件系统的物理设计。根据X射线脉冲星导航原理,本文给出利用模拟器硬件生成X射线脉冲星模拟信号过程中脉冲星相位轨道调制和相位计算算法的软件设计,并对X射线脉冲星信号模拟器系统的主要模块进行详细地测试。测试结果表明设计的模拟器系统能够支撑X射线脉冲星模拟信号生成的需求。
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V416.8

【参考文献】

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本文编号：1313867