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本文主要论述了现代化靶场“时间统一系统”的理论与实现方法,研究了利用现场可编程门阵列(FPGA)技术设计靶场时间统一系统的关键技术,并从工程实施的角度出发,详细阐述了IRIG-B码(美国靶场仪器组-B型格式)时统的软硬件设计。“时统”设备是现代航天试验靶场和常规武器试验靶场的关键设备之一,其作用是向导弹、卫星、飞船等参试设备提供标准时间信号和标准频率信号。高准确度的时间和频率信号是获得各种准确数据、实时精密测量和控制飞行目标的基础。随着空间技术的发展,试验靶场对测控设备所需信息量不断增加,对标准化时统设备要求也越来越高。虽然IRIG-B时间码(简称B码)以其优越的性能、简单易行的实现和使用方法成为时统设备首选的标准码型,被广泛应用于靶场时间信息传递和各系统的时间同步,但目前用分立元件开发和研制的IRIG-B码时统设备存在电路复杂,集成度低,调试困难,体积大,成本高,保密性低等缺点。为了解决这些问题,我们提出了采用FPGA技术对靶场时统的硬件电路进行集成,做了研制新一代IRIG-B码时统的尝试,并利用Altera公司的可编程逻辑器件完成了IRIG-B码时统的硬件设计;利用汇编语言,编制了系统监控程序。在工程实施中,对可编程逻辑器件采用层次结构设计,由底层到顶层将复杂电路模块化,最后生成一个顶层模块,从而集成了硬件电路。我们采用051微处理器搭建了系统监控部分,在监控软件的控制下实现了IRIG-B码时统的软、硬件设计。因此,本文也将对051微处理器软件设计流程进行介绍。本文所述的IRIG-B码时统设备由以下部分组成:1. IRIG-B码产生器:2. 1KHz正弦波信号数字综合器;3. IRIG-B码解调器;4. 数字移相分频钟。其功能是:当有B码信号输入时,能自动解出累计天、时、分、秒信息,并通过LCD显示器进行显示:通过对(外部参考频率输入或内部石英晶体振荡器输出的)标准频率进行分频,产生本地1pps信号;利用外部1pps或者解调lpps进行时间同步,产生标准时间信号;对本地时钟进行超前或迟后移相;综合产生 IKHZ正弦波信号;产生 IRIG-B(DC)码和 IRIG-B(AC)码。 实测结果表明:利用FPGA集成了的IRIG8码时统设备克服了以往时统设备的缺点,具有性能更稳定,可靠性更高,保密性强,便于调试,自动化程度高等优点,而且体积小,成本低,具有广泛的实际应用价值。