基于FPGA的PPM调制解调系统设计

在数字电路设计中，现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)技术得到越来越广泛的应用，特别是在通信领域。对于FPGA处理器之间的通信，一般采用传统的有线连接，例如UART、CAN等方式。可当FPGA处理器之间存在相对运动(即一个FPGA处理器在旋转侧，而另一个在固定侧)时，传统有线通信方法会带来不便，而无线通信恰好适用于此情况。将基于FPGA的PPM调制解调无线数据通信技术应用在风机齿轮箱应力测试中，可以规避传统有线式齿轮箱测量的种种风险[1]，并且可以简化复杂的滑环工装设计，更加准确地对齿轮箱应力进行测试，同时也可以将此技术应用于其他旋转器件的信号测试场合，例如，在数控机床技术中对其卡盘在不同转速下的夹紧力性能进行实时监测；在航空航天技术中对其航空发动机旋翼的应力、扭矩等进行测试。

随着无线通信技术的不断发展，无线通信的方式也不断出现，其中各种方式的误码率、抗干扰能力和传输速率也不同，为了提高数据传输的速率和抗干扰能力，本设计采用光电耦合的无线数据传输方式，其具有良好的抗干扰能力，它利用光波作为载波对信号进行传输，可以达到很高的传输速率，在光无线通信领域中，保证一定的速率下，要求传输功率尽可能小。脉冲位置调制(PPM)是一种正交调制方式，相比于传统的开关键控(OOK)调制，它具有更高的光功率利用率和频带利用率，并能进一步提高传输信道的抗干扰能力[2]。且基于FPGA的脉冲位置调制(PPM)可以在高转速、数据量大的旋转件中快速、可靠地传输测量到的数据，因而本设计采用基于FPGA的脉冲位置调制(PPM)方式。

作者信息:

侯 欢，施洪生

(北京交通大学 电气工程学院，北京100044)

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