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航空电子技术论文范文1
英文名称:Journal of Civil Aviation Flight University of China
主管单位:中国民航飞行学院
主办单位:中国民航飞行学院
出版周期:双月刊
出版地址:四川省广汉市
语
种:中文
开
本:大16开
国际刊号:1009-4288
国内刊号:51-1589/U
邮发代号:
发行范围:国内外统一发行
创刊时间:1990
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航空电子技术论文范文2
论文关键词:科技发展,电子技术,工程领域,运用分析
1 工程领域中使用电子技术的意义表现
1.1 提高工作任务的开展效率
工程活动作为一个复杂的操作项目,其需要各个操作部门的紧密联系。只有这样才能让整个工程项目可以做到统一稳定,进而达到预期的开展期望。在整个工程项目的开展过程中,管理人员借助于对电子技术的使用来完成对各类信息的搜集处理,通过这样的方式可以实现更好地操作交流,促使整个工程的开展能够做到环环相扣。
1.2 简化操作活动的开展流程,避免资源浪费
工程项目的开展有着诸多的流程与任务,想要实现这些工作的顺利开展,离不开对电子技术的使用。在以往,工程活动的开展所采取的方式会造成大量多余的繁杂环节,而这些环节在经过电子技术的使用之后,可以从根本上进行剔除,进而简化了操作流程,避免了对资源的浪费。比如,在建筑工程之中,其财务管理工作的开展涉及的环节是方方面面的,因此,想要实现对工程项目的预算制定、成本控制以及日常开销的管理就需要一个相对而言较为系统的管理模式,而这个管理模式的建立又离不开对电子技术的使用。也只有这样才能制定出一个较为科学合理的执行方案,做到高度监管与管理,切实提高工程活动的开展经济效益。
1.3 提高工程项目开展的经济效益
在工程项目的资金使用活动中,传统的管理模式往往加大对人力资源的使用来完成相关的管理工作,这也就提高了对固定成本的使用。针对于这样的情况与需求存在,在工程管理活动中,加强对人力资源的使用并不可取,所以,借助于对电子技术的使用,可以使得工程既可以做到按时按期地进行,也能相应地降低管理活动的开展成本,实现工程活动的稳定开展。
2 工程项目中的核心电子技术表现
电子技术在工程项目的开展中有着极为重要的价值,这样的发展模式有着较长的时间了,最早可以追溯到20世纪70年代初期。后来,伴随着电子技术的发展逐步拓宽,其对工程项目的影响也就愈发明显。
2.1 互联网技术
互联网技术通过对信息资源的交流与运用,使得在某些共同的网络基础上,完成了对相关路由器信息交换形式的制定,以此所形成的网络信息交换形式也得到了许多工程企业的认可。互联网技术对工程项目开展的影响,主要表现在:互联网技术对工程建筑活动的设计、规划以及开展等诸多方面产生了巨大影响。其一方面,使得互联网技术能够帮助工程各个环节的信息(资料、照片、文件以及图纸)更好地交换使用;另一方面,其技术的使用对象也由原本的互联网公司到工程自身的开展者,这样的变化,使得企业实现了自身项目开展的自主性,也促使了互联网公司为了更好地适应市场需求而不断地完善自身的产品,进而推动了二者的共同发展。
2.2 移动通信技术
在工程活动开展过程中,需要保持良好的信息交流通道,因此也就需要加强对移动通信技术的使用。当工程工作人员在外完成相关工作任务的时候,阿芒提拉多的酒桶通畅稳定的通信服务能够很好地帮助工程活动得以顺利进行下去。同时,随着移动通信技术的不断普及与发展,移动通信的产品类型也在不断地完善,移动科技势必能够给未来工程活动的进行提供更加有效地促进。
2.3 计算机辅助技术
随着现代科技的不断发展,工程活动的开展对计算机的辅助功能需求也就日渐加强。特别是在建筑工程中,计算机辅助活动对图纸绘画的依赖最为明显,借助于对计算机辅助技术的使用,进而更好地完成对工程图纸的设计、制作以及输出,这样的方式能够使得整个设计活动形成一个整体的系统。其中,对CAD技术的使用,可以减少作图的时间,并且提高图纸的精准线,进而更好地实现设计施工活动。再者,通过CAD技术所制作出来的图纸可以让设计人员在电子信息的基础上,完成对相关程序的调试,促使工程开展资料的完善与准备工作得以落实到位。
3 电子技术在工程项目中的具体体现
3.1 建筑工程
在一般情况下,建筑工程有着诸多繁杂的开展项目,其涉及面广,所需进行处理的信息量较大。同时,随着国民生活水平的不断提高,经济水平的发展势必会推动各行各业的发展,作为建筑工程来说,其也面临着更加严峻的挑战。当市场提出更加多样化的要求的时候,传统的建筑工程开展模式就很难适应这样的需求了,这样一来也就需要加强对电子技术的使用。借助于对电子技术的使用,使得施工活动的开展可以提高效率,做到技术水平的创新发展。
3.2 汽车工程
当人们的生活水平提高之后,人们的出行方式对现代交通的需求带来了巨大的压力,特别是对汽车工程活动的开展带来了前所未有的挑战。就汽车工程自身来说,其内部的组成部件形式是多种多样的且十分复杂,这也就给管理活动的开展带来了不小的困境。就汽车成本管理控制活动来说,在对人力资源进行核算的时候,需要大量的计算活动。并且,也要对容易出现问题的地方进行处理与思考,提高工程活动的开展效率,减少对人力资源的浪费,以此来提高整个汽车工程的利润空间。
3.3 航空航天工程
航空航天工程作为国家重点发展的高端科研项目,其工程活动的开展需要大量的零部件,这也给整个工程管理活动的开展提出了极高的要求。在这样的情况下,采用传统的人工计算活动是难以完成如此庞大的计算量的,这个时候也就需要加强对电子技术的使用了。也只有借助于对电子技术的使用,才能做到,一方面,提高管理、计算活动的精度;另一方面,有效地降低管理活动的开展成本,促使航空航天工程得以顺利高效地开展。
3.4 工业工程
工业活动作为实现国民经济得以不断前进的重要助力,自然而然地离不开对电子技术的运用。在传统的工业活动中,往往需要依赖大量的人力、物力资源才能完成的工作任务,现在仅仅需要对电子技术进行运用,就能在一个较为低廉的成本控制下完成,可以说是科技决定了生产力的发展。就工业工程本身来说,其任何一个工作环节都需要对电子技术进行使用,只有这样才能使得工业企业能够做到成本的控制与高效地管理,提高自身的市场竞争力。
4 结语
总的来说,电子技术在我国的发展尚处于初级阶段,但是,其未来所能取得的成就不可限量,它还有着较大的发展空间。加强对电子技术在各个领域的使用,其意义在于:一方面电子技术能够帮助企业取得更加喜人的经济效益,实现企业自身科技管理水平的提高;另一方面,电子技术也能促进我国整体经济水平与国民生活水平的提高,对加强电子技术的发展具有巨大意义与开展价值。
参考文献
[1] 卢俊威.关于电子技术在工程领域中的应用探究[J].科技与企业,2014(20):64.
[2] 赵妮.浅谈工程领域电子技术的应用[J].商品与质量·建筑与发展,2014(8):1094.
航空电子技术论文范文3
【关键词】Proteus 电子 虚拟实验 EDA
一、引言
在电子技术理论和实验教学中,经常需要设计出电路,并连接实物进行原理分析和验证,在电子线路设计过程中,不仅需要考虑各种元器件的参数、性能、功耗、封装等多种因素,而且在电路的实现过程中还需要经过大量多次的电路焊接、调试和实验,费时费力,这种传统的设计方法很难适应现代电子电路设计的规模化、低成本、短周期的设计要求,当然,也不能很好的适应现代化电子技术的教学。随着EDA(电子设计自动化)技术的发展,电子线路设计过程可以通过计算机软件,搭建仿真实验电路,灵活调整元件参数进行动态仿真,进而能显著提高设计效率,降低成本,缩短设计周期。
Proteus是英国Lab Center Electronics公司出版的EDA工具软件,它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能,还能仿真单片机及器件。可以从原理图布图、代码调试到单片机与电路协同仿真,一键切换到PCB设计,真正实现了从概念到产品的完整设计。不仅对科研开发,而且对于电子技术课程教学、学生实验、课程设计、毕业论文设计、电子技能竞赛等都提供便捷的辅助功能,对培养电子技术创新型复合人才提供了最便捷的实验条件。
二、Proteus在电子技术虚拟实验教学中的优势
(一)Proteus软件的资源丰富
1.Proteus可提供的仿真元器件资源:仿真数字和模拟、交流和直流等数千种元器件,有30多个元件库。
2.Proteus可提供的仿真仪表资源 :示波器、逻辑分析仪、虚拟终端、SPI调试器、I2C调试器、信号发生器、模式发生器、交直流电压表、交直流电流表。理论上同一种仪器可以在一个电路中随意的调用。
3.除了现实存在的仪器外,Proteus还提供了一个图形显示功能,可以将线路上变化的信号,以图形的方式实时地显示出来,其作用与示波器相似,但功能更多。这些虚拟仪器仪表具有理想的参数指标,例如极高的输入阻抗、极低的输出阻抗。这些都尽可能减少了仪器对测量结果的影响。
4.Proteus可提供的调试手段 Proteus提供了比较丰富的测试信号用于电路的测试。这些测试信号包括模拟信号和数字信号。
(二)Proteus支持电路仿真
1.Proteus不仅可将许多单片机实例功能形象化,也可将许多单片机实例运行过程通过多媒体展示,这在相当程度上替代了传统的单片机实验教学的功能。
2.Proteus提供了实验室无法相比的大量的元器件库,提供了修改电路设计的灵活性、提供了实验室在数量、质量上难以相比的虚拟仪器、仪表,因而也提供了培养学生实践精神、创造精神的平台。
(三)Proteus应用领域广泛
Proteus软件是一个巨大的教学、仿真、开发资源库,不仅可以用于:模拟电路与数字电路、单片机、嵌入系统、微控制器系统的教学、实验与考评,也可以用于真实的项目设计与产品开发过程。
三、Proteus在电子技术虚拟实验教学中的应用案例分析
(一)Proteus在电路分析课程中应用案例
应用Proteus进行电路分析时,通过如下设置:点击system――set Animation options――在对话框的Animation options 区域选择show wire current with Arrows,即可以箭头的方向表示电流的流向,帮助学生理解。同时,可以将电流表、电压表、功率表等连接到电路中,对电路参数进行测试,快速得到仿真结果。
(二)Proteus在数字、模拟电子技术课程中应用案例
应用Proteus还可以进行数字、模拟电路的仿真分析,例如用译码器74LS138搭建的仿真电路,当控制信号E1接电源,E2、E3接地时,通过单刀双掷开关选择ABC三个输入端子的不同组合,即可在八路输出端子产生相对应的译码输出,控制相应的发光二极管点亮。将抽象的高低电平用发光二极管和单刀双掷开关形象的表示出来,从而更好地帮助学生理解数字逻辑器件74LS138的译码功能,同时也使枯燥的理论内容变得生动形象。
(三)Proteus在单片机技术课程中应用案例
单片机技术作为电子专业课程,一直以来都是学生们反映较难理解的课程,因为其内容综合性强、实践性强、且比较抽象。单片机课程的实践教学以往多采用验证性实验,学生按照实验指导书,将所需的器件在单片机实验箱上进行连线,下载程序并调试。但是这种方法必须在实验室内依托硬件完成,对实验室的设备数量要求较高,且对于一些综合性实验,需要较多的元器件支撑。为了提高实践教学效率、改善教学效果、降低教学成本,在单片机理论、实践教学过程中引入Proteus软件。例如在矩阵按键控制实验中,就只需将元器件从元器件库中拖放到图纸上,按照电路图将元件连接,再将keil编译好的程序下载到单片机中,按下play键即可进行仿真。需要修改电路只需在图纸上进行,快捷方便。
四、结语
在电子技术课程教学中,利用仿真软件将理论教学、实验和课程设计有机结合,提高了电子技术课程的教学效果,开发了学生自主学习的潜在能力,激发了学生的学习兴趣和创新意识,开拓了学生的视野,增强了学生综合运用知识的能力和实际动手能力,为后续高频电路、单片机等专业课程的学习以及参加电子设计竞赛等奠定了夯实的基础。
参考文献:
[1]朱清慧,张凤蕊,翟天嵩,等.proteus教程――电子线路设计、制版与仿真(第2版)[m].北京:清华大学出版社,2011.
[2]周润景,张丽娜.基于proteus的电路及单片机系统设计与仿真[m].北京:北京航空航天大学出版社,2006.
[3]周灵彬.单片机系统的proteus设计与仿真[m].北京:电子工业出版社,2007.
航空电子技术论文范文4
电力电子技术广泛应用于各个行业。如工业生产中的交流调速、直流调速、感应加热、焊接、电解、电镀等;交通运输业的电力机车、轻轨、地铁、电动汽车等;电力行业的高压直流输电、无功补偿、电力滤波等;电子装置用的开关电源、UPS电源等;风光发电系统的最大功率跟踪、并网离网逆变器等;航空航天、核反应、家用电器等诸多领域都有电力电子技术的身影。显而易见,学好“电力电子技术”这门课程,对电气专业学生后续课程的学习和毕业后的工作是多么重要。
随着现代科学技术的飞速发展,知识更新越来越快,要求学生的知识面越来越宽,工程实践能力越来越强,所学的课程门数不断增加,必然导致各门课程的学时数不断压缩。如前所述,电力电子技术已经应用到各个领域,不断涌现出各种新型电力电子产品及电力电子装置,电力电子技术课程所包含的内容越来越多,所含的知识越来越丰富,原有的教学方式已不能满足二本院校电气工程及其自动化专业应用型本科人才培养目标的要求。“电力电子技术”课程教学改革的目的就是:怎样在有限的教学时间内,最大程度地提高学生的理论知识水平,拓宽学生的知识面,增强学生分析问题、解决问题的能力,培养学生的科技创新意识,将理论知识与工程实践相结合,培养出符合现代社会需求的人才。
“电力电子技术”课程教学改革具体内容
根据笔者所在辽宁工业大学电气工程学院电气专业的招生与就业、师资力量、学生素质、实验设施及目前的实际教学情况,对“电力电子技术”课程教学的各个环节进行了适当的修改和调整,更加注重对学生电力电子技术理论知识的掌握和工程实践能力的培养。
修改人才培养方案
人才培养方案制定得是否合理,关系到本专业的生存和发展。随着现代科学技术的迅猛发展,电类的各专业的界线越来越模糊,各学科相互交叉、相互渗透,电气专业传统的“发电、输电、用电”知识结构已经不能满足当今人才培养要求。因此,对人才培养方案和教学计划要进行适当的修改和调整。由于电气工程及其自动化专业是一个强电和弱电相结合的宽口径专业,而电力电子技术是诸多学科相互交集的学科,是由基础课到专业课过渡的桥梁和纽带,是强电和弱电的有机结合。因此,在修改和调整人才培养方案和教学计划时,要体现出电气专业的“以强电为主、弱电为辅、强弱协调”的主导思想,加大教学力度,要意识到“电力电子技术”课程在电气工程及其自动化专业教学中重要性和必要性,以拓宽学生的知识面,提高学生的工程实践能力和创新能力以及扩大学生毕业后的就业面。
教材内容的合理取舍
任课教师要选择一本合适的电力电子技术课程教材作为主教材,再参考其他的辅助教材,取长补短,主讲教师应具有宽阔的知识面及丰富的电力电子工程实践经验,注重应用型人才培养目标。教材的内容既有丰富的理论知识,还要注重工程实际的应用,要体现电力电子技术发展的新技术,也要体现出“电力电子技术”课程是基础课到专业课平稳过渡的桥梁,使教材内容更符合二本院校电气工程及其自动化专业的人才培养的要求。
主教材中除重点讲授交流变直流、直流变交流、直流变直流、交流变交流四大类基本变流电路及它们的组合之外,还要联系当今电力电子技术的发展趋势及应用情况,注重电力电子技术在电力系统及其他工程领域中的应用,注重主电路设计、驱动电路设计、保护电路设计、参数计算及元器件选择,还应该适当介绍SVC、SVG、高压直流输电、开关电源、UPS电源、感应加热电源、光伏逆变器等装置的工作原理和实际应用情况,以适应电气工程及其自动化专业宽口径就业要求。
课堂教学方式改革
教学过程中应以学生为主,教师为辅,避免一人堂和填鸭式教学方法,针对教学内容和学生的具体情况组织安排教学内容。
由于“电力电子技术”课程的教学内容繁多,课堂教学中需要绘制大量的电路图和波形图,以及诸多公式推导及各种参数计算等。由于课程学时少而教学内容又多,仅仅依靠传统的黑板加粉笔的教学方式显然是达不到教学效果的,所以多媒体技术逐渐走进了“电力电子技术”的课堂教学,大大地提高了课堂教学效果。这里需要强调的是,多媒体教学的引进并非完全取消黑板加粉笔的课堂教学方式,二者应该相互协调、相辅相成,各有各的长处。对于复杂的电路及波形的绘制和分析,可以充分利用多媒体的音容并茂的特点,使学生更容易理解和掌握电路的基本原理和工作过程,如以flas的方式显示电力电子器件的开通和关断过程、过电流和过电压的产生过程、电路的输入输出电压和电流波形等,使学生感到生动而有趣,使学生的课堂学习不再枯燥无味;而对于简单电路的分析以及例题习题的讲解,还是黑板加粉笔的方式显得更简单便捷,更具亲和力,加强了教师与学生间的互动和情感交流。
总之,课堂教学十分重要,教师要根据自身的特点、教学内容、学生的素质,充分利用现代化教学手段及互联网资源,在有限的课堂教学时间内,最大程度地使学生理解和吸收所学的知识。
改革实验教学环节
为了提高学生的工程实践能力,对原有的电力电子实验室设备进行了更新和改造,引进近几年内较为先进的电力电子实验设备,对原有的验内容和实验计划进行了修改和调整,尽量减少简单的验证性实验,增大设计性和综合性实验的比例,根据专业的特点和理论教学情况组织实验教学。
我院现有的电力电子综合实验室可开出多种实验,囊括了AC/DC、DC/AC/、AC/AC、DC/DC四大电力变换所需的实验,如整流及有源逆变实验、交流调压及交流调功实验、直流斩波实验、无源逆变变实验等。为了培养学生的科技创新意识,还增设了开放性实验和创新性实验,加强了教师与学生间的知识交流,也使电力电子课程的实验教学延伸到课外,对教学时间的不足起了一定程度的弥补作用;同时,在我院的大学生电子挑战杯大赛中,部分学生的竞赛题目与电力电子技术有关,提高了学生的电力电子技能。另外,我院每个学期举行教师实践技能大赛,有相当一部分竞赛题目与电力电子技术有关,大大提高了教师的电力电子技术实践能力和实验教学水平。
将Matlab仿真软件引进课堂教学和实验教学
Matlab仿真软件是各院校普遍开出的课程,将Matlab仿真软件与电力电子技术课程相结合,在课堂上,利用Matlab仿真软丰富友好的图形界面,使学生更直观地掌握所学的知识,也避免了教师画电路图、波形图的繁琐及时间的浪费;将Matlab仿真软件与电力电子技术课程实验相结合,是原有的实验操作的有益补充,同时又具备原有实验装置不具备的优点,如解决设备费用高、实验所花时间长、危险性大的缺点。而利用仿真教学工具代替实际元件在计算机上进行仿真,既不担心元器件损坏,也没有任何危险,学生完全可以在无人指导的情况下,在任何地点的计算机上自行完成电力电子电路的仿真实验,在此基础上再进行适当的真实性实验,这样不仅激发了学生的学习兴趣,更重要的是提高了学生发现问题、解决问题和实际动手的能力,会收到事半功倍的实训效果。
课程设计环节的改革
“电力电子技术”课程教学改革后,在课程教学的后期,增加了课程设计环节,由主讲教师布置该课程的设计任务,为避免雷同,每人一题,主要以电力电子技术的四大电力变换为核心,结合工程实际,根据给出的技术参数和技术指标,要求学生综合运用所学的相关知识,设计出总体方案、主电路图、驱动电路、保护电路等,并进行相关参数计算及元器件选择。较简单的题目,要求制作电路板和元器件焊接,并使用实验室的仪器和工具进行调试;较复杂的题目要求用实验室的实验设备验证或进行matlab仿真,最终以论文的形式完成课程设计,并进行课程设计答辩。课程设计环节的增加,拓宽了学生的知识面,提高了学生独立分析问题、解决问题的能力,是理论与实践相结合的有益补充,同时为后期的毕业设计、就业及将来打下基础。
毕业设计环节的改革
为了提高电气专业学生的电力电子技术理论知识和工程实践能力,近几年来,在电气工程及其自动化专业毕业实习过程中,除了到发电厂、变电所参观实习外,有相当一部分学生到电力电子装置的厂家实习;有时也请电力电子产品的专家学者做专题报告。在毕业设计选题方面,除了发电厂、变电所、继电保护、电气照明等传统设计题目外,许多教师在本科毕业设计中也增加了许多有关电力电子技术方面的设计课目,如感应加热电源、大功率开关电源、UPS电源、光伏逆变并网系统、SVC、SVG、高压直流输电等方面的题目。有些设计题目还获得了省级或校级优秀学士学位论文。
航空电子技术论文范文5
关键词:FPGA;原理;硬件设计;应用技术
1 FPGA的简介
当前使用硬件的描述语言完成电路设计,都可以通过简单的汇总和合理的布局,然后快速烧录到FPGA器件上进行基本的测试,这也是当代数字系统设计进行检验的主流技术。这些可编程器件可以用来实现基本逻辑门的电路,也可以实现一些更复杂的组合功能例如数学的方程式、解码器等等。大多数的FPGA器件里,包含着一些记忆性元件,如触发器,或者一些其它的更为完整、性能更为优越的记忆块。
设计师可以根据自己的需要按照可编辑的链接将FPGA器件内部的逻辑模块连接在一起,仿佛一整个电路的实验板被装在一个电子芯片内,这些出厂后的FPGA器件的连接方式以及逻辑块的使用都可以根据设计者不同的设计而进行改变,从而能完成不同的逻辑功能。
当你在进行的电子设计使用到FPGA器件时,你不得不需要努力地解决好电源管理、器件配置、IP集成、完整信号输出等硬件系统的设计问题。在进行硬件设计时,你需要注意以下几个问题:
1.1合理分配I/O信号
无论是哪种情况,在进行I/O信号分配时,都必须牢记以下共同的步骤:
1)用表格列出所有需要分配的I/O信号,并按照他们的重要性依次进行排列,比如电压、端接方法、I/O标准、相关时钟等;
2)检查校验模块之间的兼容性;
3)利用以上的表格和兼容准则,先把受限制最大的信号分配到引脚上,最后分配那些受限最小的信号。因为受限制大的信号往往只能分配到特定的引脚上;
4)将剩余的信号分配到较为合适的地方。
1.2注意静态功耗的降低
虽然静态电流所带来的功耗和动态功耗相比可以忽略不计,但对一些供电设备却十分重要。引发静态电流因素众多,比如没有完全接通或关断的I/O 端口、三态电的驱动器的下拉或上拉电阻,除此之外,保持编程信息也会需要一定静态功率。
2 FPGA应用技术的设计原则
从上文中对FPGA内部的硬件结构分析可看出,FPGA器件的时序逻辑非常丰富,不同于其他的可编程器件。因而对于FPGA来说,应该有一整套能够有效利用其内部丰富的时序逻辑功能的技术,而不同于其他一般的可编程器件的设计技术。由于其独特的优越性,FPGA被越来越多的设计人员所使用,其设计技术被许多的设计者所掌握。在FPGA的实际应用中,使用最合理的设计方法,能很大程度的改善FPGA在应用中出现的漏洞和问题,进而全面提高设计性能。
2.1使用层次化的设计技术
使用层次化的设计的系统一般分成若干顶层模块,而每一个顶层的模块下又有若干个小模块,并以此类推。层次化的设计模块,可以是描述原理图的结构图,也可以是经过逻辑语言所描述、表现的实体。
使用层次化的设计对于系统的模块划分非常的重要,模块划分的不合理,将会导致整个系统的设计不合理,从而使系统的性能下降,这样层次化的系统甚至要比没有经过层次化设计的系统效果更差。
使用层次化设计的主要优点有以下两个方面:增强设计可读性,增加设计重复使用的可能性。
2.2使用同步系统设计技术
所有时序电路具有同一个性质――如果要使所设计的电路正常工作,必须严格的执行事先定义好的逻辑顺序。如果不按照此顺序执行,将会把错误数据写进存储单元,从而导致错误的操作。同步系统的设计方法,也就是使用全分布周期性的同步信号使系统中所有的存储单元进行同时更新,这是执行这一时序有效进行的普遍的设计方法。电路的设计功能是通过产生时钟信号并按照时序严格执行来实现的。
对于静态的同步设计,必须满足下面的两个条件:
1.每一个边缘敏感的部件其时钟的输入应该是一次输入时钟的某一个函数;并仍和一次时钟输入的时钟信号。
2.所有的存储单元都应该是具有边缘敏感特性,在该系统中不存在电平敏感的存储单元。
我们对于FPGA器件的同步设计的理解就是全部状态的改变都是由主时钟所触发,同一个系统不同的功能模块可以是部分异步的,但是模块与模块之间必须是同步的。正如CPU的设计一样,所有的电路都和系统的主时钟是同步的。相比于异步设计,同步设计具有很多的优点,但进行同步设计时仍然需要考虑很多方面的因素。例如,在选取时钟时,需要考虑以下几点:首先,由于大部分的器件都是由时钟的上跳沿触发,这要求时钟信号的延差要很小;其次,时钟信号的频率通常很高;第三,时钟信号一般是负载较重的信号,因此合理地进行负载分配是很重要的。除此之外,在进行FPGA器件的应用时,还要考虑模块的复位电路、时序同步电路等实际问题。
参考文献
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航空电子技术论文范文6
关键词:系统仿真,建模,浮标定位
1 引言系统仿真技术是近30年才发展起来的新兴技术,它是指在计算机上通过系统模型的仿真实验去研究或验证一个已经存在的或者正在设计的系统的过程。系统仿真并不是对原形的简单再现,而是按照研究的侧重点对系统进行提炼,以利于抓住问题的本质。
在“某型机浮标定位系统研究”科研课题中,经过多方论证与研究,最终设计出了在充分利用原机载设备功能的基础上,通过对原机载设备进行适当改进,实现对投放的无线电声纳浮标进行快速、远距离的极坐标定位方案。
本文试图通过对该方案建立合理的数学模型并进行系统仿真,以达到验证所设计方案的正确性的目的。科技论文。
2浮标定位系统的设计方案“某型机浮标定位系统”的组成包括机上某型搜瞄雷达、某型无线电声纳浮标、某型声纳浮标信息接收处理机、战术导航态势显示器及新设计加装的浮标测距接收与应答机和信号处理分机等,如图1所示。
某型搜瞄雷达的作用是:利用其连测通道产生测距询问脉冲信号发往浮标,同时将与发射脉冲同步的信号提供给战术导航态势显示器和信号处理分机。
测距接收与应答机为在浮标上的加装电路,它的作用是接收雷达连测通道发来的询问脉冲,经识别后产生相应的应答脉冲,再经振幅调制后发往机载某型声纳浮标信息接收处理机。
某型浮标信息接收处理机的作用是:接收浮标发回的信号,将该信号经幅度检波后,送往信号处理分机进行处理。
信号处理分机为机载部分的加装电路,它的作用是对某型浮标信息接收处理机送来的幅度检波信号进行滤波、识别后产生触发脉冲,并将其送往某型搜瞄雷达和战术导航态势显示器,以计算出浮标与反潜机的距离及显示。
战术导航态势显示器的作用是:将浮标相对机的方位和距离以一次信息的形式显示在荧光屏上。
由于“某型机浮标定位系统”研究项目是一个较大的系统工程,涉及的设备很多,而且多数为机上原有设备,因此这里只对新研制的浮标测距接收与应答机和信息处理分机进行仿真。科技论文。
3浮标定位系统的仿真对某型机浮标定位系统进行仿真,就是要根据预先设计好的浮标定位系统方案,将定位系统中各组成部分依照其作用原理建立数学模型,并按仿真平台的要求生成所需仿真模块,再利用计算机进行运算以观察其输出结果是否符合设计要求。对于仿真平台的选取,我们采用的是自行开发的专用于航空电子装备仿真的“航空电子装备仿真系统”软件。由于对浮标定位系统的仿真是一种验证性仿真,其目的在于验证所设计方案的正确与否,所以建模时在保证系统功能的条件下模型应尽量简化。
3.1仿真模型的建立3.1.1 浮标测距接收与应答机的仿真模型浮标部分电路组成框图如图2所示。为实现对浮标测距接收与应答机电路的计算机仿真,应首先建立该电路的数学模型。
(1)视频放大器
视频放大器主要实现的功能是对视频询问脉冲信号放大,在理想状态下应不产生波形失真,为简化模型,可用一个放大倍数为K的理想放大器代替。
(2)脉冲间隔解码器
脉冲间隔解码器是浮标测距接收与应答机电路的核心,其作用是对放大后的视频脉冲进行脉冲间隔的检测,并根据其脉冲间隔大小判断是否为雷达连测通道发来的询问脉冲,是则输出一个触发脉冲,否则不予理睬。脉冲间隔解码器采用比较法,即将双脉冲信号一路直接送到比较器的输入端,另一路则经延迟T(T等于测距询问双脉冲间的时间间隔)后送到比较器的另一输入端。比较器对输入的两路脉冲信号进行比较,若脉冲重合则产生一个触发脉冲。如图3所示。
(3)延迟电路
延迟电路的作用是对脉冲间隔解码器产生的触发脉冲给与适当的时间延迟,以保证应答信号不会落到雷达的探测盲区范围内。为了简化模型,这里采用了理想的延迟线。
(4)应答脉冲产生电路
为便于机载接收机对应答脉冲的识别,应答脉冲也采用双脉冲形式,但其双脉冲间的时间间隔必须与询问脉冲区别开。应答脉冲产生电路一般采用单稳态触发器实现,为了使产生的应答脉冲为双脉冲形式且双脉冲间的时间间隔满足要求,还应在单稳态触发器之后加一延迟线和或门,如图4所示。
3.1.2 信息处理分机的仿真模型信息处理分机负责接收处理浮标发回的测距应答脉冲,根据其电路功能,建立每个功能电路的数学模型如下:
(1)射频放大器
射频放大器主要实现的功能是对来自某型浮标信息接收处理机信号分配器的射频信号进行放大,它是一个宽带放大器,在理想状态下应不产生波形失真,为简化模型,可用一个放大倍数为K的理想放大器代替。
(2)包络检波器
包络检波器用于对放大后的射频信号进行幅度检波,以取出视频应答脉冲信号。一般此类检波器大多利用二极管或三极管的非线性实现,此处的包络检波器可直接采用二极管检波器。
(3)视频放大器
这里的视频放大器主要实现的功能是对检波后的视频应答脉冲信号放大,在理想状态下应不产生波形失真,为简化模型,可用一个放大倍数为K的理想放大器代替。
(4)脉冲间隔解码器
这里的脉冲间隔解码器同浮标测距接收与应答机电路的一样,其作用是对放大后的视频脉冲进行脉冲间隔的检测,并根据其脉冲间隔大小判断是否为浮标发来的测距应答脉冲,是则输出一个触发脉冲,否则不予理睬。数学模型同2.2.1的(2),只是延迟参数不同。
3.2仿真结果按以上建立的模型对浮标测距接收与应答机和信息处理分机的各功能电路建模后,还要用算法语言对各模块进行编程,并按“航空电子装备仿真系统”软件的要求生成所需的动态链接库文件。完成后,就可以在“航空电子装备仿真系统”软件平台上进行浮标定位系统的仿真测试了。
3.2.1 浮标测距接收与应答机的仿真为了验证设计的浮标测距接收与应答机电路的功能,需要模拟该电路的输入信号,即雷达连测通道测距询问脉冲,以观察仿真对象的输出情况。由于浮标测距接收与应答机电路的输入信号已经过检波,因此这里模拟的测距询问脉冲为视频脉冲。
通常雷达发射机的探测脉冲都采用钟形脉冲形式。根据某型搜瞄系统雷达的实际工作情况,在这里我们模拟该雷达在量程为М8、М16、М32档,“连测”开关接通状态下的发射机脉冲信号波形。此时,雷达主天线在一个雷达周期内发射三个脉冲,其中第一个脉冲作为雷达的探测脉冲,后两个作为连测通道的询问脉冲。为了逼真模拟输入信号的实际情况,在模拟的雷达连测通道测距询问脉冲中还要加入噪声。模拟雷达脉冲信号如图5所示。雷达脉冲信号经视频放大器放大后的波形如图6所示。
图5 模拟的雷达脉冲信号图6 视频放大后的雷达脉冲信号
脉冲间隔解码前、后的波形对比如图7所示。
解码前 解码后
图7 脉冲间隔解码前、后的波形对比
触发脉冲和应答脉冲波形如图8所示。
触发脉冲 应答脉冲
图8 触发脉冲和应答脉冲的波形
可见,通过计算机仿真,设计的浮标测距接收与应答机电路在某型搜瞄系统雷达发出的探测和询问脉冲照射下,能够正确地产生相应的应答信号。
3.2.2 信息处理分机的仿真信息处理分机的输入信号来自某型浮标信息接收处理机的信号分配器,这是一个包络含有应答双脉冲的射频信号,经射频放大器放大后送入包络检波器检波。包络检波器检波前、后的波形对比如图9所示。
图9 包络检波器检波前、后的波形
检波后的视频双脉冲信号经放大后送入脉冲间隔解码器进行解码,解码前、后的波形对比如图10所示。
解码前解码后
图10 解码前、后的波形对比
由此可见,通过计算机仿真,设计的信息处理分机在收到浮标发出的信号后,能够从中正确地检出测距应答脉冲加以识别并输出触发信号。科技论文。
4浮标定位系统仿真的结论通过以上的仿真结果可以看到,按照预先设计好的浮标定位系统方案,新设计的浮标测距接收与应答机和信息处理分机均能较好地实现其设计功能,配合浮标定位系统的其它设备,可实现某型机对投放的某型无线电声纳浮标进行远距离快速定位。
通过对设计的浮标定位系统电路进行计算机仿真,验证了系统设计的正确性和可行性。
参考文献:
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[2] 刘爱霞,赵国庆. 一种新的雷达信号识别方法[J]. 航天电子对抗,2003(1)
[3] 张欣,杨日杰,赵梨丰. 基于斜距测量的浮标位置计算方法研究[J]. 航空电子技术, 2003.6 34(2)