分布式聲源定位系統(tǒng)時統(tǒng)子系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、時間統(tǒng)一系統(tǒng)為協(xié)調(diào)多臺測量控制設(shè)備完成工作提供統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)時間基準(zhǔn)。它是現(xiàn)代航天試驗、靶場和常規(guī)武器試驗這一特殊領(lǐng)域而產(chǎn)生的，并隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用于諸如現(xiàn)代通信、導(dǎo)航、電力調(diào)度、天文、大地測量、地震、聲源定位、交通等越來越多的工程和科學(xué)研究領(lǐng)域。本課題以某國防項目為背景，設(shè)計實現(xiàn)分布式聲源定位系統(tǒng)中的時統(tǒng)子系統(tǒng)。
　　 論文針對分布式聲源定位系統(tǒng)的要求，通過仿真分析了時統(tǒng)系統(tǒng)對于定位精度的影響。簡要介紹了NTP、PTP、IR

2、IG等常用的時間統(tǒng)一協(xié)議，根據(jù)其應(yīng)用背景及性能要求，最終選擇了IRIG-B協(xié)議作為分布式聲源定位系統(tǒng)中的時間同步協(xié)議。時間統(tǒng)一系統(tǒng)是由國家時間頻率基準(zhǔn)、授時臺、定時校頻接收機、頻率標(biāo)準(zhǔn)、時間碼產(chǎn)生器、時間碼解碼器等部分組成，其中時間碼產(chǎn)生器和時間碼解碼器是本課題的設(shè)計重點。文章詳細闡述了關(guān)于IRIG-B碼結(jié)構(gòu)、編碼及解碼的原理，設(shè)計了時統(tǒng)系統(tǒng)中編碼器及終端解碼器的整體結(jié)構(gòu)；采用了FPGA技術(shù)對時統(tǒng)進行硬件電路的集成，實現(xiàn)了IRIG-B編

3、碼器及解碼器電路并給出了相應(yīng)的外圍硬件電路設(shè)計；介紹了常用的可編程器件設(shè)計方法，給出了采用VHDL語言編寫的編碼相關(guān)的時鐘脈沖電路模塊、分頻模塊、BCD編碼模塊、IRIG-B編碼模塊、頻率合成器模塊、DA轉(zhuǎn)換控制模塊等電路的設(shè)計及仿真；解碼方面，設(shè)計了鎖相環(huán)模塊(實現(xiàn)頻率穩(wěn)定方案)、解碼模塊、存儲控制模塊、人機接口模塊(LCD和鍵盤)及串口控制模塊等電路，并給出了部分仿真；最后針對FPGA設(shè)計及調(diào)試中所出現(xiàn)的問題，給出了部分設(shè)計調(diào)試準(zhǔn)則