【摘 要】
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针对弹载光电系统的特殊使用环境,在设计中要充分考虑弹载光电系统在弹舱内受到的冲击、振动、零频和温度等环境参数影响,故需采集相关参数为弹载光电系统后续设计提供数据支撑。首先,分析了国内外研究现状,获取了弹载数据采集系统的最新研究动态。结合设计指标,提出了弹载舱内环境数据采集系统总体设计方案;分析了基于FPGA的加速采集方法,以及对精度提升方法进行了研究并在FPGA实现;提高了弹载舱内环境数据采集系统
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针对弹载光电系统的特殊使用环境,在设计中要充分考虑弹载光电系统在弹舱内受到的冲击、振动、零频和温度等环境参数影响,故需采集相关参数为弹载光电系统后续设计提供数据支撑。首先,分析了国内外研究现状,获取了弹载数据采集系统的最新研究动态。结合设计指标,提出了弹载舱内环境数据采集系统总体设计方案;分析了基于FPGA的加速采集方法,以及对精度提升方法进行了研究并在FPGA实现;提高了弹载舱内环境数据采集系统的采集速率和采样精度。其次,设计了基于FPGA的弹载舱内环境数据采集硬件部分,实现了多源、多通道的数据采集。硬件部分主要包含电源管理、采集控制、存储、通信、PCB制版等模块。电源管理采用了高集成、高效率电压转换芯片,可实现对传感器的激励、为各控制芯片提供相应电平;采集控制模块采用模拟加数字电路联合设计方法,设计了多路并行信号调理电路,设计了高精度ADC数据采集外围电路;存储模块采用e MMC控制协议解决了大容量数据存储和误码校验问题;通信模块采用USB数据传输方式高速读取存储卡数据;PCB制版模块采用了模块化、模拟数字分开的设计方法,同时充分考虑了弹载系统的小型化、抗冲击等性能。然后,根据系统功能要求以及信号特征,采用Verilog-HDL语言实现了FPGA多路数据并行采集逻辑控制。其中重点对ADC的控制时序进行了改进,采用了更改时序间隔控制方法,加快了采样速率;采用FIR数字滤波算法理论,通过FPGA硬件实现对采集数据进行了滤波,提高了采集精度;采用e MMC5.1协议完成了数据的大容量存储,并实现了数据的校验算法;采用USB2.0通信协议完成了地面计算机对存储数据的读取。最终经过仿真验证了设计正确性。最后,针对弹载舱内环境数据采集系统使用的环境,搭建了实验平台,结果验证了系统达到了预期技术指标要求,且该系统具有良好的环境适应性,可用于多种场合下的数据采集。
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