DME模拟器随机脉冲和回答概率功能的设计与实现

发布时间：2020-04-14 07:33

【摘要】：测距机(Distance Measuring Equipment)系统是一种能够测量由询问机到固定应答器的二次雷达系统,该系统包括机载设备和地面设备。机载设备即测距机(DME),是目前民航飞机普遍装备的一种航空电子设备,可以用来测量飞机离地面设备的斜距。地面设备即DME地面信标台,它的主要用途是当接收到DME的询问信号后发射回答信号。DME模拟器是模拟DME地面信标台功能的一种仪器,它是在地面检测和测试DME必不可少的设备。DME模拟器不仅能发射DME回答信号,还有很多可用于检测和测试DME性能的功能。DME模拟器一般都具有回答概率设置、随机脉冲填充率设置、输出电平设置、脉冲编码设置、发射功率检测、发射频率检测等功能。本文首先介绍了论文的背景,提出了论文的结构安排和任务。在简要介绍了DME系统的工作原理和DME模拟器工作原理及信号特征后,结合论文具体设计要求,分析了实现该课题的硬件结构设计,最后提出了基于可编程逻辑器件(FPGA)的DME模拟器随机脉冲和回答概率的实现方案。根据本论文设计工作的重点和难点,探讨了实现DME模拟器随机脉冲和回答概率的硬件电路设计以及软件控制逻辑设计。论文对实现DME模拟器随机脉冲的伪随机数原理进行了细致讨论,并对通过线性移位寄存器来产生随机数进行了详细论述。论文还对实现DME模拟器随机脉冲和回答概率的软件设计作了详细描述,介绍了软件设计的各个模块的数据结构,软件的工作流程以及各个模块之间的数据传递。论文最后总结了整个设计过程中的不足,并对后期改进设计的工作进行了展望。本论文实现了DME模拟器随机脉冲的输出和回答概率的控制,在实验室经测试表明,该模拟器的随机脉冲输出和回答概率控制达到了设计指标的要求,满足了DME设备的测试、维护等需要,并已得到实际应用。
【图文】：

图 3-6A/D 转换电路原理设计图本论文中，A/D 采用单端输入的形式，输入信号是经过运放 AD823AN 调频信号，，通过运放可以将询问信号调整到 A/D 转换芯片合适的工作电压调整后的视频信号接入 A/D 转换芯片的 VIN-_A 管脚，VIN-_A 管脚与片压输出端连接,VIN+_A 与 VIN-_A 之间电容用于滤除干扰信号。为了减输入到 AD9238 芯片的模拟电源、数字电源引脚的电源信号用不同容值联滤波。本文中信号采样选择 A/D 转换芯片中的 A 路，B 路作为备用测 转换芯片与 FPGA 之间共有 28 根信号传输线：两路 12 根 A/D 数据线、GA 输出的采样时钟线（本论文中选用 40MHz 采样频率）和 2 根采样数据线（OTB 管脚）。此外，SENSE 管脚接地，VREF、REFTA 和 REFTB 管电容以提高系统抗噪声性能[15]。A/D 模块原理图设计如图 3-7 所示。

图 3-7A/D 转换电路原理设计图3.4.2 FPGA 模块FPGA 模块是 DME 模拟器信号处理的核心部分，在该模块要实现距离回答信号以及完成对外部器件的控制。FPGA 模块主要由一片 FPGA 和其配套使用的E2PROM 组成。FPGA 采用的是 Xilinx 公司带有 PowerPC 嵌入式内核的 FPGA-Virtex4 系列XC4VLX60_FF668I 型器件[16]。该器件主要特点有以下几点：(1) 逻辑元件共有 59904 个单元；(2) LAB/CLB 数有 6656；(3) 总的 RAM 位数达 2949120；(4) I/O 数达 448 个；(5) 核心供电电压为 1.2V；(6) 共 668 个管脚；
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：V243;V351.37

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本文编号：2627049