氢原子钟辅助电子学系统电路设计改进

氢原子钟辅助电子学系统已稳定工作多年,但是与目前的先进技术相比,原来的设计理念已显陈旧,同时暴露出外围电路庞杂、故障点比较多、问题查找困难等诸多问题;运用ARM+FPGA模式对电路进行了改进,其中运用12 bit高精度模数转换芯片实现参数采样,数字化设计改进氢原子钟智能温度控制系统,采用直接数字式频率合成器(Direct Digital Synthesizer,DDS)技术设计产生综合器频率信号,简化设计实现氢原子钟的通信功能;从测试结果来看,提高了参数的采样精度,数字化的智能温控模式实现了温度的自动化智能调整,直接式频率合成器技术简化了设计电路,基于i Coupler磁隔离技术的隔离型RS-232接口收发器设计提高了接口的稳定性;从整体设计来看,大大简化了设计电路,提高了系统性能及可靠性。     

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.     

基于ARM＋FPGA的IRIG-B码产生器的研制

本设计中采用ARM芯片作为主控芯片,FPGA芯片作为主功能芯片,使用C和Verilog语言编程。通过软件控制生成IRIG-B（DC）码信号,由分频1PPS信号和外部标准1PPS信号锁相同步保证时标信号的同步,在产生DC码后采用基于FPGA内部ROM数字查找表技术实现AC码的数字调制。整体方案设计简单,应用方便。     

空间载钟的天体物理学实验

原子钟在空间天体物理测量中起着重要作用。最近研制的氢原子钟,对于超过1,000秒的平均时间间隔,其稳定度好到10~(-16)。这些装置对空间VLBI高精度的角度测量以及多普勒技术高精度测距和测速是非常适用的。本文主要概述几个通常感兴趣的空间载钟的天体物理实验.为了作这些测量,实验必须扩展到太阳系内进行。     

一种IIR滤波器的FPGA设计与仿真

在分析IIR滤波器结构的基础上,借助Mat lab完成一种基于FPGA的级联型IIR滤波器的设计与实现,同时设计并生成向量文件(.vec文件),在QuartusⅡ中完成向量文件的仿真。仿真结果表明文中设计的IIR滤波器能够高效完成滤波功能,同时通过向量文件的激励引入能够增强FPGA的仿真能力。     

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。     

嵌入式千兆以太网传输系统在VLBI硬件相关处理机中的应用

甚长基线干涉测量（VLBI）是重要的射电天文技术，具有极高的空间分辨率，是国际上广泛采用的深空探测器高精度测量手段。硬件相关处理机则是VLBI数据预处理的核心设备。随着以FPGA（Field Programmable Gate Array）为实现平台的嵌入式系统的不断发展，用FPGA和嵌入式系统作为实现方式成为硬件相关处理机研究的一个方向。研究了如何利用嵌入式千兆以太网传输系统对硬件相关处理机的长期累加子系统（LTA）进行改进。     

基于CEI的飞船交会对接远程导引段的轨道确定方案

探讨了CEI技术在飞船交会对接远程导引段的高精度定轨与实时监控的能力。仿真结果表明:精密定轨中采用可视弧段较长的单站可使相对位置精度达百米以内,速度达厘米/秒级。采用单一绝对扩展卡尔曼滤波器的方案进行实时轨道计算,采用滤波稳定后固定模糊度的方法可以使相对轨道位置精度达十米级,速度精度达厘米/秒级,事后及实时的轨道精度均满足远程导引段的精度指标。     

一种高精度时间同步器的研制与性能测试

针对移动通信网络基站间需要建立高精度时间同步的需求,研制了一种具有高精度时间同步功能和高精度频率输出的时间同步器,并设计了相应的性能测试方法。测试结果表明,在同等条件下,不同时间同步器输出的1PPS平均同步精度优于5ns／d,24h内输出的频率准确度优于10^-12／s,其他各项指标基本合格,符合设计要求。     

基于GPS实现测频等功能的虚拟仪器的研制

设计和研制了一种适用于大专院校示范教学实验的虚拟仪器。该虚拟仪器以GPS接收模块输出的1PPS(秒脉冲)信号为基准,测量无源石英晶体振荡器频率,同时利用GPS信号实现了仪器的时间同步与测距功能。从硬件和软件两方面描述了该虚拟仪器的构成及设计方法,主要介绍和讨论基于GPS和虚拟仪器技术实现多功能测量的途径。     

第二章 长波定时

一、低精度定时定时就是我们常说的时间同步。顾名思义,时间同步就是使本地的时间与标准时间一致,或者利用一个参考标准,使不同地点的时间一致。 BPL长波授时台除以一定的重复周期发射脉冲组之外,在秒信号与脉冲组不相重合时,还加发秒脉冲。利用BPL台进行定时的用户可以分成低精度用户和高精度用户。低精度用户     

基于W500的NTP时间服务器设计

针对局域网领域对时间同步的要求,主要利用微控制器STM32和单片网络接口芯片W5100为核心搭建硬件平台来设计一个高精度、高吞吐量的NTP时间服务器系统,为客户端提供高精度的时间信息,从而实现客户端与服务器时间同步的功能。实验及分析表明,该系统运行稳定,能够实现网络时间同步。     

基于DS1624的多点温度监测系统

为了减少温度变化对高精度时间比对的影响,设计了一种由带存储功能的数字温度计DS1624构建的、基于I2C总线的温度监测系统,并给出了系统的构成及软件、硬件实现方法和详细实验结果。分析表明,以温度监测系统为关键部分的温度控制系统是高精度时间比对所必要的。     

非坐标方法确定卫星时间信号的传递时延

在卫星电视授时系统方案中，为确定标准秒信号从发射站经卫星到用户接收站的传播时延值，需要知道收、发地面站及卫星的坐标，所以，在高精度的卫星电视授时系统中，需要建立高精度的同步卫星定位同。本文提出在没有卫星定位同的条件下，用非坐标方法来确定卫星时间信号到用户的传递时延，其授时精度为几μｓ。     

VLBI电缆延迟测量的改进设计

文章详细介绍了VLBI电缆延迟测量的改进设计,针对在电缆延迟校正器研制和使用中遇到的问题,重新设计了反射调制、电缆测量和相位比较模块,并作了详细的推导分析。在校正器设计中还增加了数据自动采集模块,将计数、串口通信、实时控制功能集成到FPGA(Field Programmable Gate Array)芯片,提高了延迟校正器的使用灵活性,使数据采集实现完全自动化,降低了研制成本。     

一种基于FPGA的多种波形发生器的设计

简要介绍了直接数字频率合成技术的基本原理,重点给出了直接数字频率合成技术的FPGA硬件实现.实验表明,基于FPGA的直接数字频率合成技术不仅可以产生任意波形,而且波形的频率、相位、幅度任意可调.     

非坐标方法确定卫星时间信号的传递时延

在卫星电视授时系统方案中，为确定标准秒信号从发射站经卫星到用户接收站的传播时延值，需要知道收，发地面站及卫星的坐标，所以，在高精度的卫星电视授时系统中，需要建立高精度的同步卫星定位网。本文提出在没有卫星定位网的条件下，用非坐标方法来确定卫星时间信号到用户的传递时延，其授时精度为几μｓ。     

一种天文图像的光纤传输系统的设计

简要介绍该图像数据光纤传输系统的总体设计思想。详细介绍该系统中FPGA周边电路、编码/解码电路、光发送/接收电路的设计以及发送/接收两端FPGA内部逻辑电路的设计,包括某些重要器件的介绍、VHDL程序的设计思想和实现方法,并给出一些关键模块的仿真和实测波形。最后进行模拟图像数据发送与接收实验,并进行了误码率估算。     

一种用于卫星电视时间比对的秒脉冲信号提取器

为了获得稳定、可靠的卫星电视时间比对数据,成功研制了以秒信号提取器为主要部件的新一代卫星电视时间解调器。介绍了秒脉冲信号提取器的设计原理,详细阐述了钳位电路、采样保持电路和数字延迟电路的设计思路。对采用新的解调器和采用旧的解调器的卫星电视秒信号监测系统所得到的比对数据进行了分析,结果表明新的电视时间解码器的性能得到明显提高。     

基于DSP与FPGA的被动型氢钟数字伺服系统的研究

基于DSP和FPGA的特点,设计了被动型氢钟数字化伺服系统,实现了对误差信号的处理。采用先进的DSP和FPGA芯片,提出了新的解决方案,整个系统由FPGA控制DSP工作并实现最后的信号输出,文中对其硬件结构和软件流程进行了阐述。