基于FPGA的IRIG-B編碼器的設(shè)計(jì)
圖5中,通道1(從上至下第一個(gè)信號(hào))為M12T輸出的100 pps信號(hào)PPMl2;通道2(從上至下第三個(gè)信號(hào))為IRIG-B的直流編碼輸出信號(hào);通道3(從上至下第二個(gè)脈沖)為從PPM12信號(hào)中恢復(fù)的每秒脈沖數(shù)信號(hào);通道4(最下面的波形)為IRlG-B編碼的交流輸出波形。圖5中示波器的觸發(fā)點(diǎn)即為B碼參考點(diǎn)Pr。
4.3 IRIG-B編碼輸出
4.3.1 直流碼輸出
為了保證輸出信號(hào)的邊沿和抗干擾,將第4.1節(jié)得到的TTL電平B碼信號(hào)和秒脈沖經(jīng)高速光耦隔離,輸出電路如圖6所示。
圖6中,輸入信號(hào)IRIG_B為第4.1節(jié)所述FPGA編碼模塊輸出的直流編碼信號(hào);pps為FPGA從M12T的100 pps信號(hào)中恢復(fù)的秒脈沖信號(hào);D350和D351實(shí)現(xiàn)了TTL/RS485的電平轉(zhuǎn)換。
4.3.2 模擬調(diào)制電壓輸出
IRIG-B編碼的交流碼輸出電路如圖6所示。將第4.2.3節(jié)所述數(shù)字調(diào)制信號(hào)通過(guò)DAC接口輸出到MAX5712上進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換,經(jīng)過(guò)AD8601濾除高次諧波后,再用電容耦合到由晶體管Q301構(gòu)成的電壓放大器中,然后經(jīng)600:600的隔離變壓器輸出。
5 結(jié) 語(yǔ)
利用FPGA和M12T授時(shí)型GPS內(nèi)核構(gòu)成的IRIG-B編碼模塊采用M12T的100 pps信號(hào)觸發(fā)IRIG-B編碼器,使得編碼輸出的每個(gè)碼元上升沿均與GPS模塊嚴(yán)格一致,每個(gè)碼元間隔嚴(yán)格相等,而且每個(gè)碼元的上升沿均可作為同步參考點(diǎn)。利用FPGA的并發(fā)處理能力,使得系統(tǒng)實(shí)時(shí)性好。本文介紹的基于查找表的B碼編碼方法和通過(guò)查找表的數(shù)字調(diào)制方法具有占用資源小,設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,調(diào)制輸出高次諧波小,信號(hào)邊沿穩(wěn)定等特點(diǎn)。
經(jīng)過(guò)軟件仿真和系統(tǒng)測(cè)試,本文實(shí)現(xiàn)的B碼編碼器中DC碼參考點(diǎn)Pr和M12T GPS模塊的pps參考點(diǎn)的時(shí)間誤差小于20 ns,與絕對(duì)時(shí)間參考點(diǎn)之間的誤差小于40 ns,AC碼與DC碼之間的延遲為100 ns。利用上述方法實(shí)現(xiàn)的模塊已經(jīng)成功地應(yīng)用在我公司的通信管理機(jī)和同步時(shí)間服務(wù)器中,現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行結(jié)果穩(wěn)定、準(zhǔn)確、可靠。
評(píng)論