一种基于FPGA的旋转机械非接触双向红外信号传输系统的实现.pdf

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1、第24卷第4期传感技术学报VO1．24No．4CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORS2011年4月Apr．2011ImplementationofaNon—ContactBidirectionalInfraredSignalTransmissionSystemforRotaryMachinesUsingFPGALONGZhiyuan，CHENRenwen，ZHULiya(CollegeofAerospaceEngineering，NangUniversityofAer

2、onautics＆Astronautics，Nang210016，China)Abstract：Animplementationschemeofnon—contact，infrared，bidirectional，signaltransmissionsystemforrotaryma—chinesisintroduced．Bysynthesisingabitsynchronizationreceivingcircuitofrateat2Mbit／sinsidetheFPGA，thedatarecei

3、vingandstoragearefulfilledfromrotarysidebyFIRtransmissionstablyandreliably．Thenthedataaresentto印一plicationprogramthroughPCIinterfacewhereitcanbeanalyzedanddisplayedinrealtime．Furthermore，theapplicationprogramcanalsosendoperationcommandsanddatatocontrol

4、theactuator(drivingelement)ontherotarymachineac—cordingtotheanalysisresult．Thesignaltransmissionexperimentsarecarriedoutunderthecasewhiletherotorisnotro—tatedandtheexperimentsshowthatthenon—contactsignaltransmissionisreliableandyieldsfewelTors．Keywords

5、：non—contactmeasurement；infraredsynchr0nizati0ncommunication；FPGA；DPLL；bidirectionEEACC：6135；6260；7210Gdoi：10．3969／j．issn．1004-1699．2011．04．018一种基于FPGA的旋转机械非接触双向红外信号传输系统的实现隆志远，陈仁文，朱莉娅(南京航空航天大学航空宇航学院，南京210016)摘要：详细介绍了一种旋转机械上非接触红外信号双向传输系统的实现方案。它通过在FPGA内部

6、综合出快速的数字同步接收电路来实现对FIR红外传输数据稳定、可靠地接收和缓存，并将数据通过固定侧的PCI接口传输给应用程序，完成对旋转件上待测量的采集和分析。根据分析结果，也可以由应用程序发出相应操作命令和数据，对旋转件上的激励元件进行反馈控制。该方案在旋翼静态条件下进行了试验，结果表明，信号传输可靠，误码率极低。关键词：非接触测量；红外同步通信；FPGA；数字锁相环；双向中图分类号：TN219文献标识码：A文章编号：1004—1699(2011)04—0559—05在对旋转机械上的各种电气参数进行

7、测量时，在近距离、小角度、无障碍的中低速非接触式测量系需要将测量数据在旋转机械的转动部件(转子)和统中获得了广泛应用。目前，根据IrDA(Infrared固定部分(基座)之间进行传递。传统的旋转件上DataAssociation，红外数据协会)规范，红外通信协信号测量大都采用接触式方案，这种方案普遍使用议主要包括SIR(SerialInfrared，串行红外传输)、集流器实现，存在着体积笨重、易受干扰、精度低、速FIR(FastInfrared，高速红外传输)等方式。其中SIR度慢等缺点⋯；而采用以

8、红外、射频、激光为媒介的方式通常需要在发送时对数据位进行3／16编码调非接触式测量方法则克服了上述缺陷，因而愈来愈制，接收时再解调解码还原出数据位，然后通过受到重视。其中，采用专用芯片作为射频收发模块UART接口与上位机相连接以进行数据的传输，由进行长距离传输被应用较多。例如，CC24系列的射于UART的极限速率为115200bit／s，所以限制了频芯片在无线传感器的构建中得到应用；利用SIR方式的应用范围，因而多用在遥控或者低速率nRF2401射频收发芯片的旋转件无