本論文以某雷達和某吊艙中的旋轉變壓器位置解算系統(tǒng)研制為背景,針對單、雙通道兩種不同類型的旋轉變壓器設計了相應的旋轉變壓器解碼系統(tǒng)。完成了解碼系統(tǒng)的總體規(guī)劃、電路設計、FPGA軟件開發(fā)以及實驗測試,并解決了雙通道旋轉變壓器解碼系統(tǒng)中的糾錯問題。接下來基于FPGA完成了CORDIC解碼算法的設計,并對該算法進行仿真,驗證了這種算法的可行性。主要完成的內容如下:1.根據雷達伺服系統(tǒng)中使用的單通道旋轉變壓器特性,確定單通道旋轉變壓器解碼系統(tǒng)的總體方案。首先完成了系統(tǒng)的核心器件選型以及電路設計,并通過Multisim軟件驗證了電路設計的可行性;然后對系統(tǒng)的FPGA軟件部分進行模塊化設計,并借助Modelsim軟件對系統(tǒng)軟件設計進行仿真驗證;最后對單通道旋轉變壓器解碼系統(tǒng)進行實驗測試,達到了系統(tǒng)的功能要求。2.根據吊艙伺服系統(tǒng)中使用的雙通道旋轉變壓器特性,設計了雙通道旋轉變壓器解碼系統(tǒng)的總體方案。首先針對雙通道解碼系統(tǒng)中存在的糾錯問題進行分析并給出了解決方案;然后完成了對系統(tǒng)的器件選型以及電路設計,并通過Multisim軟件對電路設計進行了仿真驗證;接下來采用自頂向下的方法對FPGA軟件進行設計,并通過Modelsim軟件對各個子模塊進行了功能仿真;最后對雙通道解碼系統(tǒng)進行實驗測試,滿足了系統(tǒng)的功能要求,驗證了設計的可行性。3.設計了以CORDIC算法代替專用解碼電路的解算方法。首先對CORDIC算法的基本思路和原理做了簡單解釋;然后詳細分析了CORDIC算法的旋轉模式和向量模式的推理過程;接下來基于FPGA設計了CORDIC算法的軟件實現(xiàn)流程;最后通過Modelsim軟件對CORDIC算法進行了功能仿真驗證,證明了該算法對于位置解算的可行性。
【學位單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TM383.2
【部分圖文】：

第二章 旋轉變壓器解算系統(tǒng)7圖2.2 正余弦旋轉變壓器原理其中，S1S2為旋轉變壓器上的定子繞組，Z1Z2、Z3Z4為旋轉變壓器的轉子繞組。在旋轉變壓器工作時，在 S1S2端加上勵磁信號，同時 Z1Z2和 Z3Z4上就能感應到相同頻率不同幅值的正弦信號。規(guī)定如圖 2.2 所示位置為旋轉變壓器的零位位置，即 Z1Z2與 S1S2平行。設勵磁信號的角頻率為d ,幅值為dE ，轉過的角度為d ，則兩轉子繞組上的信號可表示為：'12'34sin sinsin cosZ d d dZ d d dU E tU E t (2-1)其中

正余弦旋轉變壓器信號變化規(guī)律

速度更快；而串口方式則能減少出線數量，減小布線難度。根據芯片手冊和實際需求硬件電路設計如圖 3.5 所示：圖3.5 解碼電路原理圖其中，CLKIN 用作時鐘信號的輸入，如果使用的是單端時鐘信號，只需要接入CLKIN 引腳即可。而如果使用的是晶振或者振蕩器，則還需連接 XTALOUT 引腳，AD2S1210 的額定頻率輸入范圍是 6.144MHz 到 10.24MHz，在此本方案選擇的是頻率為 8.192MHz 的無源晶振；EXC-、EXC+是芯片內部產生的一對差分勵磁模擬信號，用于提供給旋轉變壓器正常工作需要的基準勵磁電壓；SIN、SINLO、COS、COSLO分別是芯片輸入的兩對差分模擬信號；VDRIVE決定的是數據輸出引腳的工作電壓，范圍可以在 2.3V 到 5.25V 之間自由選擇

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本文編號：2827769