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基于FPGA的IRIG-B码解码设计

张明迪  
【摘要】:时间信息是一个非常重要的物理参量,随着现代科学技术的发展,通信、电力、导航、武器试验等诸多领域都对高精度授时、校时提出了要求。在水声学试验中,往往需要高精度的时间信号做为标记和参考。IRIG-B格式时间码(简称B码)是国际通用的时间同步标准,采用B码作为授时手段完全满足水声学试验的要求。 近年来,现场可编程门阵列(FPGA)得到了飞速发展,它具有相当强大的实时性和并行处理能力。论文采用了FPGA作为核心处理器件,实现了基于FPGA的B码实时解算系统的硬件设计与调试。 论文首先研究了B时间码的概念,阐述了B码的基本格式和标准接口。分别研究了直流B码和交流B码的码元特征和各项参数。通过软件仿真,模拟了两种B码信号的生成和解码过程;重点研究了B码解码的FPGA实现方法,主要包括直流B码和交流B码的解码方法以及1pps信号的生成方法。通过AD转换模块、FPGA、通信模块、接口转换模块的芯片选型,完成了B码解码系统的硬件设计,绘制了电路原理图并设计、制作了电路板,完成了整个解码系统的焊接和调试,并对测试结果进行了简要分析,并给出了改进的建议。 根据对电路板的测试,论文中的B码解码硬件电路基本达到了设计要求,实现了预期目标。


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