基于USB协议的望远镜多波带控制系统设计

怀柔观测基地的多通道太阳望远镜是通过数十个电机调节晶体偏转角度实现多波带同时观测的自动控制。原有的计算机是通过一个串行接口控制若干个调波带的电机,响应时间长,速度慢且技术比较落后。本文利用当今流行的USB2.0芯片CYPRESS EZ-USB改造原有的串口通信控制系统,大大提高了响应的速度,同时,为解决一个USB应用程序控制多个电机转动的问题,提出了一种"编号"的方法。这样每个USB设备不论其插入顺序,PC主机都能通过识别其固定编号而加以区分,PC主机可以通过4个USB接口(16个电机)控制多通道太阳望远镜滤光嚣的调制角度,实现自动控制。这为大规模改造其他计算机接口提供了研制基础。     

基于OMR的2．16米望远镜积分视场单元方案

基于积分视场单元的三维成像光谱技术日趋成熟,并且与传统的狭缝光谱仪相比有许多明显的优势。2．16m望远镜的OMR光谱仪是采用平面光栅分光的低色散卡焦光谱仪器,可以考虑对其进行积分视场单元的升级优化。在不改变OMR光谱仪自身结构,不影响现有功能的同时,利用“微透镜阵列＋光纤束”的技术可以实现积分视场单元与OMR光谱仪的耦合。设计了两种方案,给出了升级积分视场单元后的空间分辨率和视场。     

基于Altera IP核的RS译码器的设计与实现

介绍了一种基于Altera公司提供的Reed-Solomon IP（intellectual property）核来实现RS译码功能的设计方法,该方法具有开发周期短、系统成本低以及稳定可靠特点。主要分析了Altera公司提供的IP核工作原理、参数配置以及接口设计,最后通过时序仿真验证了该设计的正确性。该设计方法已经成功应用于BPL长波接收机数据解调模块中。     

1米太阳望远镜光谱仪像旋转及消旋控制

光谱仪是1 m太阳望远镜的主要终端设备之一,该望远镜采用地平式的机架结构和修正的格里高利光学系统。在望远镜跟踪太阳时,由于地平式望远镜的自身运动特点和光学系统中平面反射镜的存在,其光谱仪狭缝所在平面上的太阳像随时间绕主光轴旋转,因此光谱仪必须进行消旋才能正常工作。首先深入研究了光谱仪狭缝平面上像的旋转变化,分析其旋转范围、速度和加速度随时角变化的特性,然后根据光谱仪消旋精度并结合像的旋转特性提出伺服系统位置检测和驱动电机的主要性能指标,最后给出光谱仪消旋伺服控制方案。     

LAMOST低分辨率光谱仪体位相全息光栅的参数测量

对LAMOST (Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopic Telescope) 16台低分辨率光谱仪共34块体位相全息光栅(VPHG)的参数进行了系统测试,给出了测试方法和测量结果,测量参数包括光栅的刻线密度、闪耀角、衍射效率曲线以及闪耀角偏差对衍射效率的影响等,测量的数据为LAMOST光谱仪的安装提供了依据.     

嵌入式TCP/IP协议在接收机杜瓦性能参数监测系统中的应用

介绍了射电天文望远镜接收机杜瓦温度与真空度监测系统的设计,具体讨论了监测系统的硬件结构与嵌入式TCP/IP协议在该系统中的实现.针对目前大量使用8位微控制器的嵌入式系统,硬件主控系统芯片采用ATMEL公司生产的8位单片机ATmega16,网络控制芯片采用美国MICROCHIP公司生产的带SPI接口的独立以太网微控制器ENC28J60,设计实现了低成本、高效率、高稳定性的性能参数监测系统.对该系统进行测试分析、数据比对,测试结果表明该系统能够高效与PC机进行通信,PC机所接收到的温度值与标准数据的误差在±0.3 K范围内,接收到的真空值绝对误差在±10 ubar范围内,能够达到系统设计要求.     

云南天文台水平式多波段太阳光谱仪的技术改造

本文报告云南天文台太阳多波段光谱仪通过技术改造,把传统光谱仪优点和二维成像光谱仪的优点结合起来,采用高精度扫描方法同时获得10波段光谱,使之发展成为一种新型的光谱仪——太阳三维光谱仪的研制过程。这种三维光谱仪的优点是可同时得到活动区中每一条谱线轮廓,从而可以得到它的物理量场,并且可以观测这些物理量场的时间和空间上的演化。 文中介绍太阳多波段快速扫描光谱仪的光学系统和为实现三维观测而研制的可控制高精度45°镜转台,具有不同画幅面的专用照像机以及微机控制的自动化电器系统,望远镜电控系统。     

10m口径射电望远镜天线计算机远程控制系统

本文从当前天文观测所受自然环境的影响入手 ,提出远程控制观测是解决目前观测所遇到的困扰的好方法 ,并介绍了中科院云南天文台太阳射电组的 1 0m口径抛物面天线的计算机远程控制系统。本文着重讨论了远程控制的实施方案 ,包括天线当前的性能测试、如何安全地做到远程通信、前端控制 (即现场控制 )等问题 ,把TCP/IP协议族原理和Client/Server原理与模糊逻辑控制思想相结合 ,对 1 0m口径天线实施自动控制 ,并开发了用于现场控制、远程控制的网络控制软件。     

法国日中峰天文台炮塔式太阳光谱望远镜的微计算机控制程序设计

本文扼要介绍了日中峰天文台新的太阳光谱仪。重点讨论了该仪器的微计算机控制程序的设计原则和方法;介绍了计算机和执行装置间的接口;以及在计算机制导下的观测。更详细的资料可参考有关程序。     

1.2m地平式望远镜驱动系统设计与多电机同步控制策略

对于大型光电望远镜,多电机摩擦轮驱动方案较单力矩电机直接驱动方案在电机的研制和低速平稳跟踪上有明显的优势,但其关键点和难点在于多电机的同步控制上。在云南天文台1.2m望远镜的方位改造中,通过采用合理的多电机驱动方案和设计同步补偿装置,克服多电机在运行时的相互影响,将稳态运行的转速差控制在一个较小的范围,并为校正参数的设计奠定了良好的基础,保证系统在以最大速度3°/s运行时对目标的高精度跟踪。     

空间太阳望远镜中1-bit图像相关器的实现

两维图像相关跟踪是空间太阳望远镜(SST)主光学望远镜系统达到0.1″分辨率的关键之一。本文提出了采用1-bit相关算法来实现图像快速相关运算,并设计出了基于FPGA DSP架构的相关器硬件结构。25MHz下32×32点图像相关运算在XCV800芯片上实现仅需0.33ms,而硬件规模仅为基于FFT相关器(12-bit数据)的1/9。     

同幅双速跟踪成像CCD相机数字控制器的设计

在介绍了同幅双速跟踪成像CCD相机的工作原理及其对相机数字控制器的要求之后,阐述了该数字控制器的设计思想,基本结构,并给出了仿真及测试结果。针对仿真及测试过程中出现的问题作了较为详细的分析,并提出了解决的方法。通过软件仿真及硬件测试,表明其设计是基本正确的。     

微波全息测量中相关机的实现

论述了微波全息测量中相关机的理论和基于FPGA的实现以及全息测量的基本方法,重点讨论了在FPGA上实现整个系统的关键和难点部分.整个设计在保证功能实现的基础上,把节约FPGA资源放在相当重要的位置来考虑,这些技术对基于FPGA的DSP系统设计有很好的借鉴意义.最后对相关机的输出数据进行了定性分析,说明了相关机工作的正确性与可靠性.本设计已在上海余山站正式用作全息测量.     

空间太阳望远镜数据总线解决方案

空间太阳望远镜的星上数据处理系统需要对高速、海量的科学数据流进行实时处理,选择合适的空间数据总线解决方案至关重要.SpaceWire是由欧空局提出的一种新型高速串行数据总线标准,已经应用并计划用于ESA和NASA等多个任务中.在空间太阳望远镜项目中,Spacewire将负责在五个载荷仪器和科学处理单元(SDPU)之间组建网络,完成高速数据传输的任务.通过对SpaceWire协议进行分析,设计了基于SpaceWire的双冗余总线的容错方案.建立了基于DSP+FPGA结构的通信测试平台,并分别给出软硬件设计及测试结果.     

四通道高动态范围自动增益控制电路的设计与实现

详细叙述了四通道自动增益控制器(Automatic Gain Control,AGC)的设计和实现。该AGC具备很高的动态范围(62.75dB)和很宽的输入频带(500MHz),并可用作宽带功率信号的相对检测。首先介绍了设计该AGC的科学目的,着重论述了实现AGC的基本数学原理和电路实现,最后给出了实际电路的测试结果。     

基于PCl-Express高速图像采集卡对扩展源大气倾斜量的实时补偿

为能够实时补偿大气湍流对月球激光测距带来的渡前倾斜量误差,采用相关跟踪自适应光学系统,并根据其大计算量、高实时性的要求,创新地设计了基于PCI-Express高速图像采集卡及其硬实时操作系统驱动程序,完成对扩展源目标大气倾斜量的实时补偿.详细介绍了整体系统的软硬件设计,给出了一种PCI-Express高速图像采集卡设计结果及其RTAI实时驱动程序的软件设计结果,完成了进一步提高图像传输速度,减小相关跟踪系统系统延迟,提高系统响应带宽的目标,最终实现了图像数据的实时传输(≤28 μS)及波前倾斜量的实时补偿(≤348 μS).     

基于IBOB的射电望远镜宽带数字频谱仪系统的设计与测试

简述了基于IBOB和Xilinx System Generator平台的射电望远镜宽带数字频谱仪系统的设计与应用;给出了双路400MHz、2048通道、16IP输出数字频谱仪系统的具体设计方案,并对该数字频谱仪器的性能指标进行了分析和测试,验证了方案的可行性;最后初步讨论了滤波器设备对后端系统的影响。     

GPS接收机中采样平均技术的FPGA实现

提出了一种采样平均的处理方法 ,将每毫秒 50 0 0点的采样信号变成每毫秒 1 0 2 4点 ,并利用现场可编程门阵列 (FPGA—fieldprogrammablegatearray)实现了这种方法。利用Matlab进行的仿真和ISE(insystememulator)综合结果表明这种方法不会影响信噪比 ,而且简化了接收机的相关处理器 ,节省了FPGA资源 ,降低了接收机成本 ,提高了处理速度 ,加快了设计进程     

一种基于DSP和FPGA的低频时码接收机设计

介绍了一种基于数字信号处理器(DSP)和现场可编程门阵列(FPGA)的低频时码接收机的硬件组成,描述了该接收机系统实现时间同步的方法,阐述了DSP和FP-GA的软件设计,给出了测试和仿真结果。该设计方案具有精度高、可靠性强、扩展性好等优点。     

基于FPGA的IRIG-B（DC）码的解码方案的设计与实现

IRIG-B码是国际上通用的时间码格式,广泛应用于各种系统的时间同步。针对IRIG-B（DC）码的调制特性,介绍一种基于FPGA的B码解调方案。重点描述了如何在同步时序中准确提取秒同步信号并解调B码中包含的时间信息。整个方案中采用Verilog HDL语言进行设计,已成功实现,并给出了验证结果。