本文關(guān)鍵詞：連續(xù)波無線電高度表測試儀的硬件設(shè)計

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【摘要】：在航空飛行領(lǐng)域中,連續(xù)波無線電高度表作為一種測高設(shè)備,在飛行裝置的自動著陸等運用場合中起到至關(guān)重要的作用。因此,在連續(xù)波無線電高度表的生產(chǎn)和使用過程中,非常有必要對其性能和指標的進行測試。本文完成了該測試儀的中頻模塊的設(shè)計,其主要功能是接收、測量中頻調(diào)制信號,并產(chǎn)生與原基帶信號波形特征一致的延遲回波信號,送回射頻板,通過對比模擬高度和測量高度是否相同來檢測高度表的測高性能。本文在了解了連續(xù)波無線電高度表的應(yīng)用背景和工作原理的前提下,提出了數(shù)字延遲的處理方式來檢測被測設(shè)備的測高準確度。在本設(shè)計中,硬件電路采用FPGA為主控單元,配合比較器、AD、DDS等芯片,實現(xiàn)信號的接收、參數(shù)測量并輸出延遲后的模擬信號。FPGA芯片主要用于測量被測信號的參數(shù)并產(chǎn)生數(shù)字回波信號,DDS芯片主要用于產(chǎn)生50MHz~250MHz線性變化的模擬中頻調(diào)制信號。本文還詳細闡述了中頻電路板上FPGA內(nèi)部邏輯模塊的設(shè)計原理。中頻電路板接收前端輸入的中頻調(diào)制信號和包絡(luò)檢波信號,以及人機交互界面設(shè)置的相關(guān)參數(shù),經(jīng)測頻模塊測量待測信號的瞬時頻率值,根據(jù)測得的瞬時頻率值擬合出斜率,并根據(jù)斜率產(chǎn)生對應(yīng)的回波頻率值,存入RAM;當測頻值處于設(shè)置的回波起始頻率范圍內(nèi)時觸發(fā)延遲計數(shù)模塊工作,延遲計數(shù)完成時使能RAM讀出頻率值,經(jīng)DDS產(chǎn)生與該頻率值對應(yīng)的模擬信號。同時,測量出基帶信號的射頻參數(shù)來表征高度表發(fā)射信號的性質(zhì)。
【關(guān)鍵詞】：高度表測試儀 模擬高度 模擬回波信號 參數(shù)測量
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V241.423
【目錄】：

• 摘要5-6
• abstract6-10
• 第一章 緒論10-14
• 1.1 課題研究背景10-11
• 1.2 課題研究的意義11-12
• 1.3 連續(xù)波無線電高度表測試儀的研究現(xiàn)狀12
• 1.4 論文研究內(nèi)容以及結(jié)構(gòu)安排12-14
• 第二章 連續(xù)波無線電高度表14-20
• 2.1 無線電高度表的測高原理14
• 2.2 頻率調(diào)制的工作原理14-15
• 2.3 連續(xù)波無線電高度表工作原理15-19
• 2.4 無線電高度表測試儀的工作原理19
• 2.5 本章小結(jié)19-20
• 第三章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計和指標分析20-36
• 3.1 功能需求20-21
• 3.2 測試系統(tǒng)總體方案設(shè)計21-22
• 3.3 回波的方式選擇與誤差分析22-27
• 3.4 參數(shù)測量的方法選定和誤差分析27-35
• 3.4.1 調(diào)制域測頻方法的分析與選定27-31
• 3.4.2 掃頻信號參數(shù)測量方法的實現(xiàn)31
• 3.4.3 功率測量原理31-32
• 3.4.4 線性回歸的參數(shù)估計和誤差分析32-35
• 3.4.5 數(shù)字延遲回波的實現(xiàn)35
• 3.5 本章小節(jié)35-36
• 第四章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計36-53
• 4.1 系統(tǒng)整體硬件架構(gòu)36-37
• 4.2 射頻模塊電路設(shè)計37
• 4.3 FPGA及其配置方案37-41
• 4.3.1 FPGA選型37-38
• 4.3.2 FPGA配置電路38-40
• 4.3.3 FPGA引腳分配40-41
• 4.4 脈沖整形電路設(shè)計41-42
• 4.5 功率測量通道電路設(shè)計42-44
• 4.6 數(shù)模轉(zhuǎn)換電路設(shè)計44-48
• 4.6.1 AD9914概述45
• 4.6.2 AD9914配置與外圍電路45-46
• 4.6.3 濾波器的設(shè)計46-48
• 4.7 電源電路設(shè)計48-51
• 4.8 與上位機通信功能設(shè)置51
• 4.9 PCB板卡繪制51-52
• 4.10 本章小結(jié)52-53
• 第五章 中頻電路板的邏輯設(shè)計53-79
• 5.1 系統(tǒng)整體邏輯架構(gòu)53-55
• 5.2 調(diào)制域內(nèi)無間歇同步瞬時測頻邏輯設(shè)計55-60
• 5.2.1 測頻整體框架邏輯設(shè)計55-56
• 5.2.2 兩路同步閘門選擇/產(chǎn)生模塊56
• 5.2.3 兩路待測信號和時鐘計數(shù)模塊56-58
• 5.2.4 計數(shù)值鎖存/清零模塊邏輯設(shè)計58-59
• 5.2.5 頻率值計算模塊邏輯設(shè)計59-60
• 5.2.6 二選一數(shù)據(jù)選擇器邏輯設(shè)計60
• 5.3 比較/控制模塊邏輯設(shè)計60-63
• 5.4 參數(shù)測量模塊邏輯設(shè)計63-64
• 5.5 RAM1讀寫控制模塊邏輯設(shè)計64-65
• 5.6 基于回歸分析的曲線擬合65-67
• 5.7 頻率產(chǎn)生模塊邏輯設(shè)計67-68
• 5.8 距離回波模塊邏輯設(shè)計68-74
• 5.8.1 回波起始地址檢測模塊69-70
• 5.8.2 延遲處理/計數(shù)模塊邏輯設(shè)計70-72
• 5.8.3 RAM2讀寫控制模塊邏輯設(shè)計72-74
• 5.9 功率測量邏輯設(shè)計74-76
• 5.10 通信接口邏輯設(shè)計76-78
• 5.11 本章小結(jié)78-79
• 第六章 系統(tǒng)調(diào)試分析及驗證79-91
• 6.1 模塊的硬件調(diào)試79-81
• 6.2 功能調(diào)試81-90
• 6.2.1 功能調(diào)試平臺81-82
• 6.2.2 上位機控制軟件82
• 6.2.3 測頻模塊功能驗證82-85
• 6.2.4 擬合模塊功能驗證85-86
• 6.2.5 回波模塊功能驗證86-88
• 6.2.6 功率測量模塊功能驗證88-90
• 6.3 本章小結(jié)90-91
• 第七章 結(jié)論及展望91-93
• 致謝93-94
• 參考文獻94-96
• 攻碩期間的研究成果96-97

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本文編號：960170