基于MATLAB的IRIG—B(DC)码编码实现

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如何使用Matlab进行多媒体数据处理和编码

如何使用Matlab进行多媒体数据处理和编码多媒体数据处理和编码在现代科技领域扮演着至关重要的角色。

随着数字化时代的到来，人们对图像、音频和视频等多媒体数据的处理和编码需求越来越高。

在这个过程中，Matlab作为一种强大的数学建模和计算工具，已经成为许多科研工作者和工程师们的首选。

本文将介绍如何使用Matlab进行多媒体数据的处理和编码。

一、数字图像处理数字图像处理是处理和分析数字图像的一门学科。

Matlab提供了丰富的图像处理工具箱，方便我们进行图像的读取、显示、变换、增强、滤波、分割等各种操作。

1. 图像的读取和显示使用Matlab进行图像处理的第一步是将图像读取进来，并显示出来。

Matlab提供了imread()函数来读取图像文件，并通过imshow()函数将图像显示在屏幕上。

2. 图像的变换在图像处理中，常常需要对图像进行各种变换，例如灰度变换、空间变换和频率变换等。

Matlab提供了灰度变换函数imadjust()、空间变换函数imresize()、imrotate()和频率变换函数fft2()等，方便我们对图像进行各种变换操作。

3. 图像的增强图像增强是提高图像质量的一种方法，常用的增强方法包括直方图均衡化、空间滤波和频域滤波等。

Matlab提供了histeq()函数用于直方图均衡化，imfilter()函数用于空间滤波，freqz()函数用于频域滤波，方便我们对图像进行增强处理。

4. 图像的分割图像分割是将图像划分为若干个互不重叠的区域的过程，可以用于目标识别、边缘检测等应用。

Matlab提供了一系列图像分割函数，例如graythresh()、im2bw()和bwlabel()等，方便我们进行图像的分割操作。

二、数字音频处理数字音频处理是对数字音频信号进行分析、重构和改变的过程。

Matlab提供了丰富的音频处理工具箱，方便我们进行音频的读取、播放、滤波、变调等各种操作。

1. 音频的读取和播放使用Matlab进行音频处理的第一步是将音频文件读取进来，并通过sound()函数将音频播放出来。

FPGA实现IRIG-B(DC)码编码和解码的设计

FPGA实现IRIG-B(DC)码编码和解码的设计吴炜;周烨;黄子强【摘要】为达到IRIG-B码与时间信号输入、输出的精确同步,采用现代化靶场的IRIG-B码编码和解码的原理,从工程的角度出发,提出了使用现场可编程门阵列(FPGA)来实现IRIG-B玛编码和解码的设计方案和体系结构,设计中会涉及到几个不同的时钟频率,FPGA对时钟的同步性具有灵活性、效率高、且功耗低,抗干扰性好的特点.结果表明,FPGA能够确保为从设备提供同源的时钟基准,使时钟与信号的延迟控制在200ns以内,从而得到了IRIG-B码与时间精确同步的效果.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2010(018)012【总页数】4页(P162-164,169)【关键词】IRIG-B码;时间信号;FPGA;同步【作者】吴炜;周烨;黄子强【作者单位】电子科技大学,四川,成都,610054;电子科技大学,四川,成都,610054;电子科技大学,四川,成都,610054【正文语种】中文【中图分类】TB472IRIG[1]（Inter Range Instrumentation Group）起源于军队靶场的时间同步，靶场中的时间系统为卫星或航天器发射、常规武器试验、测控系统提供标准时间。

IRIG-B时间码（简称B码）就是由IRIG所属的TCG（Telecommunication Group）制订的一种串行时间码，被广泛应用于时间信息传输系统中。

在实际的应用中，根据距离B码发生器的远近及不同时间精度的要求，B码在实际传输中采用了两种码型AC码（交流码）和DC码（直流码）。

当传输距离比较远时采用AC码，当传输距离近时则采用DC码。

在本文中只涉及DC码。

FPGA为时码技术[2]、时统设备的研制与开发注入了新的生机，为整个系统内的从设备分配相干的工作时钟，从而确保从设备具有同源相干的时钟基准。

系统时钟送出时间信号，FPGA对接收到的时间信号进行编制，并且生成与GPS输出信号1 pps精确同步的B码信号。

IRIG-B码对时方式

IRIG-B码对时⽅式IRIG-B码对时⽅式在继电保护装置中的应⽤时间：2011-07-18 14:24:17 来源：电⼦设计⼯程作者：⽯美传保定中⼒电⼒摘要：随着变电站⾃动化技术的发展，对变电站内时间的精确和统⼀提出了更⾼的要求。

本⽂提出了⼀种采⽤IRIG-B时间码来时时的⽅案。

在这种对时⽅案中，每个变电站只安装⼀个GPS接收装置，利⽤RS422／485总线传输IRIG-B码，保护装置对IRIG-B码解码器后，来设置⾃⼰的时间。

本⽂还详细介绍了IRIG-B码的概念和原理以及⽤CPLD实现IRIG-B码解码器的设计思想和实现⽅法。

IRIG-B码时时⽅式简化了回路设计，并且能够可靠地提供精确的时间信息，必将在电⼒系统中得到⼴泛的应⽤。

关键词：IRIG-B时间码；继电保护；对时；CPLD时间的精确和统⼀是变电站⾃动化系统的最基本要求。

只有电⼒系统中的各种⾃动化设备(如故障录波器、继电保护装置、RTU微机监控系统等)采⽤统⼀的时间基准，在发⽣事故时，才能根据故障录波数据，以及各开关、断路器动作的先后顺序和准确时间，对事故的原因、过程进⾏准确分析。

统⼀精确的时间是保证电⼒系统安全运⾏，提⾼运⾏⽔平的⼀个重要措施。

全球定位系统(GPS)的出现为实现这些需求提供了可能。

基于GPS的对时⽅式有3种：1)脉冲对时⽅式；2)串⾏⼝对时⽅式；3)IRIG-B时间编码对时⽅式。

脉冲对时和串⾏⼝对时各有优缺点，前者精度⾼但是⽆法直接提供时间信息，⽽后者对时精度⽐较低。

IRIG-B码对时⽅式兼顾了两者的优点，是⼀种精度很⾼并且⼜含有绝对的精确时间信息的对时⽅式，采⽤IRIC-B码对时，就不再需要现场总线的通信报⽂对时，也不再需要GPS输出⼤量脉冲节点信号。

国家电⽹公司发布的技术规范中明确要求新投运的需要授时的变电站⾃动化系统间隔层设备，原则上应采⽤IRIG-B码(DC)⽅式实现对时。

1 继电保护装置对时⽅案⼀个变电站内配置⼀套时间同步系统，该时间同步系统可由⼀⾯或多⾯时钟装置屏组成。

如何利用Matlab技术进行信号编码

如何利用Matlab技术进行信号编码信号编码（Signal Encoding）是指将信息转换成适合传输或存储的信号形式的过程。

在通信、数据存储、图像处理等领域中，信号编码起着至关重要的作用。

Matlab作为一种强大的数学计算工具和编程语言，能够提供丰富的信号编码技术和算法支持。

本文将介绍如何利用Matlab技术进行信号编码，并深入探讨其中的原理与应用。

一、信号编码概述信号编码是将原始信号转换为特定格式的过程，以便在传输或存储过程中能够准确地恢复出原始信息。

信号编码常用于模拟信号到数字信号的转换，或者用于将原始数字信息进行压缩，以减少传输或存储所需的资源。

常见的信号编码技术包括模拟信号采样与量化、调制与解调、线性编码、熵编码等。

二、模拟信号采样与量化在数字信号处理中，模拟信号采样与量化是将连续时间的模拟信号转换为离散时间的数字信号的过程。

Matlab提供了丰富的函数和工具箱，用于模拟信号的采样与量化。

1. 采样（Sampling）采样是指在时间上对模拟信号进行离散化处理，从而得到一系列的采样值。

Matlab可以使用“sinc”函数进行采样，通过选择合适的采样频率和采样点数，可以保证采样后的信号能够准确地还原原始模拟信号。

2. 量化（Quantization）量化是将采样得到的连续信号值转换为有限级别的离散值。

Matlab中的“quantize”函数可以实现信号的量化过程。

通过选择合适的量化级别和量化算法，可以平衡信号的准确性和编码的复杂度。

三、调制与解调调制与解调是将数字信号转换为模拟信号或将模拟信号转换为数字信号的过程。

调制（Modulation）是通过改变载波的某种属性来传输数字信号的方法，解调（Demodulation）则是将调制后的信号转换回原始信号的过程。

1. 调制在Matlab中，调制可以通过调制函数来实现，常见的调制方式包括频移键控（FSK）、相移键控（PSK）、正交幅度调制（QAM）等。

IRIG-B码.

B码解码器设计方案

对B 码进行解码就是将B 码中所包含的时、分、秒信息提取出来，转换成计算机能够识别的形式。解码的关键在于检测 B 码中各个码元的高电平宽度，首先要检测连续两个8ms 宽的码元出现的位置，然后再检测随后的30 个码元脉冲宽度，以确定时、分、秒。
检测高电平宽度:将B 码送入单片机89C51的INT0 端，在 INT0 引脚由低电平变为高电平时，启动单片机的内部定时器T0，开始计数：在INT0 引脚由高变低时(即下降沿)，触发 INT0 中断，读取计数器的值，脉冲宽度等于计数值乘以计数周期。
IRIG-B码解调器的研制
开题报告
南京林业大学
姚宇佳
研究背景

目前，很多行业领域如金融、广播电视、交通及电力行业等的网络系统都极需要在大范围内保持系统内的计算机和设备的时间同步和时间准确才能有效地工作。由于全球定位系统（GPS）已经成为全球共享并具有极高精度的时间发布系统，基于GPS的对时信号在诸多领域中得到了广泛的应用。当前，很多厂商都推出了基于GPS 的同步对时装置。这些装置采用了多种方式提供精确的时间信号，如脉冲同步方式、串口信息同步方式、IRIG-B 码信息同步方式等，这些方式各有优缺点。而IRIG-B 码作为一种国际通用的时间编码，对时精确，简化了对时回路，并包含完整的绝对时标信息，因此得到了广泛的应用。该码已广泛应用于导弹、航天、遥测等时统设备中，实施精度高，稳定性强。
位置识别标志
IRIG-B 时间码

参看上图。它是每秒一帧的串行时间码，每个码元总宽度为 10ms，一个时帧周期包括100个码元，为脉宽编码。每个码元又有3种码型：二进制0、1和位置标识符。分成3字段编码：第1字段为年时间（年、天、时、分、秒），第2字段为控制功能函数字段，第3字段为直接用二进制秒符号表示的一天中的时间信息，每24小时循环1次。码元的"准时"参考点是其脉冲前沿，时帧的参考标志由一个位置识别标志和相邻的参考码元组成，其脉宽均为8ms；每10个码元有一个位置识别标志，因此1秒内共10个位置识别标志，即：P1，P2， P3，…，P9，P0，它们均为8ms脉宽；PR为帧参考点；二进制"1"和"0"的脉宽分别为5ms和2ms。

GPS授时的IRIG-B(DC)码编码设计与实现

GPS授时的IRIG-B(DC)码编码设计与实现Time:2013-03-14 03:28:03 Author:唐彬 Source:安徽理工大学电气与信息工程学院关键字：IRIG－B（DC）码编码设计引言随着科学技术的迅速发展，各种电子技术对于时间的精度要求也越来越高。

因此作为高精度的全球定位系统和授时系统，GPS技术得到了广泛的运用，由于其精度可以达到μs级，所以其在很多设备中都作为精确的授时源，因此很多公司都推出了基于GPS的同步对时装置。

时间码IRIG-B作为一种重要的时间同步传输的方式，以其突出的优越性能，成为时统设备首选的标准码，在靶场测量、工业控制、电力系统测量与保护、计算、通信、气象等重要行业及领域得到了广泛的应用。

FPGA以其对时钟的同步性、灵活性、功耗低、效率高和抗干扰性等特点得到广泛运用。

本设计采用Altera 的EP2C8Q208器件，通过对GPS OME接收过来的$GPRMC码流进行处理，做成一个GPS采集器，再将时间信号提取出后转变成适合DC码编码的时间码，再将这些时间信号发出。

系统总体的硬件设计GPRMC数据流简介GPRMC是一种运输定位数据，其属于NMEA 0813，具有最小数据量的GPS信息。

该码流采用的是ASCII 码，以$GPRMC为起始位，CR和LF为结束位，内部包含了：UTC时间、定位状态、维度、维度半球、经度、经度半球、UTC日期等。

IRIG-B码简介IRIG(Inter Range Instrumentation Group)是美国靶场司令部委员会的下属机构，称为“靶场时间组”。

在靶场中随着设备对所需信息量的增加，对标准化时统设备的要求也越来越高，IRIG-B码以其优越的性能成为首选。

IRIG-B码是一种串行时间码，与并行传输方式相比，其物理连续简单、传输距离远、接口标准化。

IRIG-B码包含两种方式：DC码（直流码)和AC码（交流码）。

DC码适应于短距离传输，AC码适应于长距离传输。

基于FPGA的IRIG-B(DC)码产生电路设计

在测控系统中，时统信息不仅是各个分系统工作的基础．是有些分系统进行测控时推算弹道和其他复杂运算必也
不可少的信息．Ｉ．时间码作为一种重要的时间同步传输ＩＧＢＲ
ＤｅｉｎｏＩＢ（ｓｆＲＧ．ＤＣ）ｍｅｃｄｅｅａｏｉｕｔａｅｎＦＧｇＩｔｏｅｇｎｒｔｒｃｃｉｂｓｄｏＰＡｉｒ
ＬＯａ —ｅｇＵＪｐｎｎ
（ｈ９ｈＩｓｔｅＥｅｔｎｃｎｅ＆ＴｃｎｌｙＧｏｐＣｒｏａｉｈｎ，ｉ册７０６，ｈｎ）Ｔｅ３ｔｎｔｕ，ｌｒｉＳｉｃｉｔｃｏｃｅｅｈｏｇｒｕｏｒｏｏｉＸ ’ １０５ＣｉｏｐｔｎｆＣａａ
ＡｂｔａｔｎｔｉｐｐｒａｍｅｈｄｏＲＩＢ（ｓｒｃ：Ｉｈｓａｅ，ｔｏｆＩＧ－ＤＣ）ｔｍｅｃｄｅｅａｅｃｒｕｔｉｒｓｎｅ．ＴｅｃｒｕｔＵｅｕｈａｉｏｅｇｎｒｔｉｉｓｐｅｅｔｄｈｉｉＳＳｓｃｓｃｃ
数码管、体振荡器和ＭＡ３３Ｅ器件构成硬件电路、用ＶＬ言设计ＩＩ — 直流时间码的软件。为了设置年晶Ｘ２２等使ＨＤ语ＲＧＢ口
观察。用８数码管、码开关和按键来显示、改和设置天、、、等时间信息。真和试验结果表明，设计可使段拨修时分秒仿该

一种基于LABVIEW FPGA应用的IRIG-B码解码方法

— Ｂ（ＤＣ）ｂａｓｅｄｏｎＬＡＢＶＩＥＷＦＰＧＡｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｔｏｏｌｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄｏｎｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｐｌａｔｆｏｒｍｂａｓｅｄｏｎｓａｔｅｌｌｉｔｅ
ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎｃｌｏｃｋｅｑｕｉｐｍｅｎｔａｎｄＬＡＢＶＩＥＷｒｅａｌｔｉｍｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｖｅｒｉｆｉｅｓｔｈａｔｔｈｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄ
第３８卷第１期２０１６年２月
黑龙江电力ＨｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒ
Ｖ（）ｌ＿３８基于ＬＡＢＶＩＥＷＦＰＧＡ应用的ＩＲＩＧ —Ｂ码解码方法
傅磊
（哈尔滨电机厂有限责任公司，哈尔滨１５００３６）
上．’ＵＬｅｉ（ＨａｒｂｉｎＥｌｅｃｔｒｉｃＭａｃｈｉｎｅｒｙＣｏｍｐａｎｙＬｉｍｉｔｅｄ，Ｈａｒｂｉｎ１５００３６，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｉｍｉｎｇａｔＩＲＩＧ —Ｂｔｉｍｅｃｏｄｅｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍ，ａｋｉｎｄｏｆｓｏｆｔｗａｒｅｄｅｃｏｄｉｎｇｍｅｔｈｏｄｏｆＩＲＩＧ
摘要：针对当前电力系统广泛应用的ＩＲＩＧ—Ｂ时间码，在由卫星同步时钟设备和ＬＡＢＶＩＥＷ实时控制器构成的测试平台上，
采用基于ＬＡＢＶＩＥＷＦＰＧＡ模块的开发工具，给出了一种ＩＲＩＧ—Ｂ（ＤＣ）码的软件解码方法。试验证明：该方法能够正确接收
ＩＲＩＧ—Ｂ（ＤＣ）码脉冲并解析成准确的时间，并为基于ＩＲＩＧ—Ｂ（ＤＣ）码的电力系统的时间同步提供实施基础。

基于FPGA的IRIG—B_DC码的解码设计

控没备所需信息量不断增加，标准化时统设备对的要求也越来越高。靶场仪器组（ｎｅ．ｎｅＩ— Ｉｔｒｒｇｎａ
ｓｕｅｔｉｒｕ。ＲＧ）是美国靶场司令委员ｔｍｎａｏＧｏｐＩＩ码ｒｔｎ会（ａｇｏｍｎｅｓＣｕｃ。Ｃ制定的一种ＲｎｅＣｍａｄｒｏｎｉＲＣ）ｌ时统标准．有４种并行二进制时间码格式和６共
２ＩＩＢ码的原理ＲＧ—
ＩＩ时间序列码是由美国靶场仪器组提出，ＲＧ该时间序列码有Ａ，Ｄ，Ｇ和Ｈ共６种编码格Ｂ，Ｅ，
式，中ＩＩＢ码以其实际优越性能成为时统设其ＲＧ—
备首选的标准码形。ＩＩＢ码有直流（Ｃ码和ＲＧ— Ｄ）交流（Ｃ码两种。直流码为脉宽编码方式，靠Ａ）依
—
ｒａｉｅｕｃｓｆｌｎｐａｔｅＣｏｐｒｄｗｉｈｔｏｍｅｔｏ，ｔｉｅｉｎｈｓａｖｎａｅｆｓｌｓｚｅｌｚｄｓｃｅｓｕｌｉｒｃｉ．ｙｃｍａｅｔｈｅｆｒｒｍｅｈｄｓｈｓｄｓｇａｄａｔｇｓｏｍａｌｉｅ．
各种准确数据、实施精密测量和控制飞行场对测试
电平逻辑来编解码，送距离较近：流码是１传交
ｋｚ的正弦波载频对直流码进行幅度调制后形成Ｈ

基于MATLAB的IRIG-B(DC)码编码实现

输控制功能码，地址码、修量（采用反码表示）等。Ｉ｛的
１Ｂ（ＤＣ）码编码格式
收稿日期：２（）一１２ —１９
作青简介：张守中（１９７６一）．男，山东日照人，本科，工程师研究方向：时统通信
３３
应用研究
ｌ缸字 Leabharlann 术ｆｉ …，一
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＊坩ｔ。＊时Ｌ舒扎幽ｔｌ舂置籼；．．蛹蛭．
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步加深对Ｂ码编码格式的理解和掌据
关键词：Ｂ玛；编码；程序；ＭＡＢＬＡＴ
中图分类号：ＴＮ０１１
文献标识码：Ａ
文章编号：１００７ — ９４ｌ６（２０１７）０ｌ一００３３ — ０２
ＩＲＩＧ—Ｌ３码足ＩＩ１艾ｆＩＩＧ（ＩＮＴＥＲ— ＲＡＮＧＩ
富、速率适中、分辨率高等优点得到了国外＿人多数时统设元周期为ｌ０ｒｎＳ，码元速率为１００ＰＰＳ。每１０个码几・｝Ｉ … 备的，泛采川。而我同为英现时统设备体制的标准化，位锷｛！别怀志，其宽度为８ｍＳ，位置识别标志分别称为１ｌ， …，Ｐ９，Ｐ０。参考标志是由位置识别标志Ｐ０币【Ｊ十＿｝｛邻的笏采用标准时码作为与设备接口的时间信号，而该标Ｐ２，准时间码是在ＩＲＩ（～Ｂ码的基础上制订的，除编入时间信息考码元Ｐ组成的，参考码元Ｐ的宽度也为８ｍｓ，而Ｐ．的

B码解码

基于FPGA的IRIG-B(DC)码解码随着电力自动化水平的提高，电力对时间的同步要求越来越迫切、时间同步的精度要求越来越高。

采用GPS全球卫星定位系统的时间同步功能，是提高电力生产和管理自动化水平、确保运行质量的一条最佳途径。

国家电力公司、各大电网和省电力公司，高度重视电力系统的时间同步系统的建设，明确要求电力的生产运行系统装置采用卫星时钟进行校时。

由于目前GPS接收机采用IRIG-B(DC)时间码的格式输出标准时间信息，所以本文提出了一种基于FPGA来实现的IRIG-B(DC)时间码解码设计方案。

IRIG-B码简介IRIG-B(DC)时间码(简称B码)是由IRIG所属的TCG(Telecommunication Group)制订的一种串行时间码。

B码是一种串行时间码，帧长为1 s，共包含100个码元。

它采用脉宽调制方式编码，共有三种宽度的码元，分别表示“0”，“1”．“P”，其中“P”为标志位，如图1所示，码元的总宽度为10 ms，“0”的脉宽为2 ms；“1”的脉宽为5 ms；“P”的脉宽为8 ms。

B码的1帧从连续两个“P”开始，其中第一个标志位为P0，第二个标志位为PR，PR的上升沿是1 s的准秒时刻，即当前帧表示的秒时刻的起点。

如果规定PR所在位置为第0个码元，那么每帧分别有编号为0，1，2，…，99的码元。

标志位P1，P2，P3，…，P0的位置分别在9，19，29，…，99。

B码包含了当前时刻的秒，分，时，天信息和每天按秒计时的秒数(TIME OF DAY，TOD)，如图2所示。

秒信息从00～59，分为“秒”和“十秒”两部分，分别使用BCD码表示。

“秒”使用1，2，3，4码元，“十秒”使用6，7，8码元。

分信息也是从00～59，分为“分”和“十分”，“分”使用10，11，12，13码元，“十分”使用15，16，17码元。

小时信息从00～23，分为“时”和“十时”，“时”使用20，21，22，23码元，“十时”使用25，26码元。

基于FPGA的IRIG-B码的基带信号产生电路的设计与实现

基于FPGA的IRIG-B码基带产生电路的设计与实现中文摘要基于FPGA的IRIG-B码基带产生电路的设计与实现中文摘要本论文的主要目的是设计用于将接收到的时间信息进行IRIG-B编码的电路，实现基于直接序列扩频通信原理以及相对相移键控调制的基带信号的数字信号处理。

编码电路主要由时间接收单元、预处理单元和IRIG-B编码器构成。

发送电路主要由基带处理单元和频带处理单元构成。

用Verilog HDL语言完成整个电路所有模块的设计，然后连接所有电路模块，最后通过SignalTap II Logical Analysis tool进行功能仿真。

所有工作在Altera公司的Cyclone Ⅲ E系列FPGA（现场可编程门阵列）芯片中实现。

论文首先提出了一种适用于时间接收与发送的基于FPGA的IRIG-B码基带产生电路。

然后讨论了整个电路中各模块的理论依据以及详细的实现方法。

其中编码部分主要包括GPS接收模块、时间预处理模块、IRIG-B编码器，发送部分主要模块包括差分编码器、直接序列扩频模块和BPSK调制模块。

最后编译工程, 并将程序下载到DE0开发板(Altera 公司的)上进行仿真验证，并给出了各部分的模块验证仿真结果。

由仿真结果可知：电路工作结果准确，整体性能稳定，占用相对较少的资源，符合最初的设计要求。

关键词：GPS；FPGA；IRIG-B码；扩频通信Abstract Design and Implementation of IRIG-B Code baseband Circuit based on FPGA Design and Implementation of IRIG-B Code basebandCircuit based on FPGAAbstractThe main purpose of this paper is to design IRIG-B code circuit for the received time information, then implement the direct sequence spread spectrum and the DBPSK signal modulation based on digital signal processing. Coding circuit is mainly constituted by the time receiving unit, processing unit and IRIG-B encoder. And the transmitting circuit is mainly composed of baseband processing unit and the band processing unit. All modules of the whole project are completed with Verilog HDL language, and then connect all modules of the system, and finally got functional simulation through the SignalTap tool. All the work is completed on Altera, Cyclone III E series FPGA (field programmable gate array) chip. Firstly the paper proposes an IRIG-B Code baseband circuit applied to time receiving, processing and sending based on FPGA. And then discusses the theoretical basis of each module circuit as well as the detailed realization method. The coding part mainly includes GPS module, time pre-processing module and IRIG-B encoder, and the sending part includes differential encoder, direct sequence spread spectrum module and BPSK module. All the modules are given the simulation waveforms, and finally compiled and downloaded to the Altera's DE0 development board for simulation.The simulation results show that the system works correctly, stable performance, occupies relatively less resource, fully meet the design requirements.Keywords: GPS; FPGA; IRIG-B code; spread spectrum communication基于FPGA的IRIG-B码基带产生电路的设计与实现第一章绪论第一章绪论1.1课题研究背景意义随着现代导弹和航天事业的不断发展及其地位的与日俱增，导弹和航天试验地域更加广阔，甚至涉及到了全球和太空深处。

IRIG-B码的产生与解调系统设计与实现

万方数据万方数据己口ｌ口年５月第己９暮第５期黝戮搦黝㈤黝㈣㈣㈤㈥疆囊√’、研究与开发有８位为辅助位，天、时、分、秒分别为１０位、６位、７位、７位），通过ＩＳＡ总线送人微机内存，进行系统的校时同步。

２．２可编程逻辑器件选择可编程逻辑器件（ＰＬＤ）是近年来随着微电子技术的高速发展而出现的一种新型器件，它一改采用传统中、小规模集成电路来设计数字系统所同有的芯片种类多、体积大、设计周期长、费用高的缺点，消除了印刷电路板（ＰＣＢ）上元件之间连线交叉、重叠，工艺要求高。

分布电容大而使系统可靠性下降的缺陷，从而使设计者可以随心所欲地用ＰＩ。

Ｄ完成各种规模系统的设计，准确实现系统各项功能的要求，因而在各种数字系统中得到广泛应用。

Ａｈｅｒａ公司的ＦＰＧＡ（ｆｉｅｌｄｐｒｏｇｒａｍｍｅｄｇａｔｅａｒｒａｙ）器件具有良好的性能、极高的密度和非常大的灵活性，它通过高集成度、多Ｉ／０口及最快的速度为用户的各种需求提供有效的解决方案，极大地满足了对“在一个编程芯片集成系统（ＳＯＰＣ）”日益增长的需要［‘］。

基于此，本设计采用Ａｌｔｅｒａ公司Ｃｙｃｌｏｎｅ系列的ＥＰｌＣ６Ｑ２４０Ｃ８Ｎ芯片，它具有５９８０个逻辑单元，９０ｋｂ的内部存储，２个内部锁相环（ＰＬＬ），２４０个管脚，可以很好地满足本设计需求。

３硬件程序设计根据系统设计方案，ＩＲＩＧ－Ｂ码的产生与解调系统除了要完成ＩＲＩＧ－Ｂ码的产生与解调之外，还要完成ＩＳＡ总线控制和输入／输出控制等功能。

３．１ＩＲｌ昏Ｂ码的产生由Ｂ码的特点可知，Ｂ码产生的正确与否，关键是在于能否产生包含各种信息的２进制编码：在一帧的适当位置插入时间码、帧同步码和帧标志码，并实现并串转换。

分析Ｂ码信号的特点，设计Ｂ码产生的原理如图３所示。

图３Ｂ码产生的原理框图图３中，为了产生ＢＣＤ格式的时间码，时间码产生模块设计采用９个计数器，分别产生ＢＣＤ格式的秒个位（４位）、秒十位（３位）、分个位（４位）、分十位（３位）、时个位（４位）、时十位（２位）、天个位（４位）、天十位（４位）、天百位（２位）共３０位码元。

IRIG-B码同步时钟扩展装置 b码产生器

SYN1402型 IRIG—B码同步时钟扩展装置
产品概述
SYN1402型IRIG—B码同步时钟扩展装置满足《华东电网统一时钟系统技术规范》和《上海电网GPS时间同步系统技术原则》的技术要求。

双路输入IRIG-B 码接收与高精度守时频率源一体的时间同步系统。

产品功能
1)2路IRIG-B（DC）码（电接口RS422或光接口口）输入，二选一解码，优选第
一路；
2)16路脉冲1PPS或者1PPM可设置（8路空接点，8路485或者16路空接点）；
3)8路RS232串口（可选485接口）；
4)1PPS输出一路。

产品特点
a)输出接口信号种类齐全，支持
光纤或者电缆的连接；
b)高精密，全自动，无人值守，免维护；
c)功耗小，可靠性高；
d)可长期连续稳定工作。

典型应用
1)110 /220 /500KV 变电站及发电厂的自动化与继电保护装置时间同步系统；
2)为电力厂（站）的故障录波器、事件记录仪、微机继电保护及安全自动装置、
远动及微机监控系统，能量管理系统等提供时间标记；
3)电力厂（站）和电网中心调度的时间统一系统及各种时间显示屏；
4)电厂的DCS系统、MIS系统、抄表报价系统及需要时间信息的自动化装置。

技术指标。

基于FPGA的IRIG-B标准DC code编码器VHDL设计

基于FPGA的IRIG-B标准DC code编码器VHDL设计王丽秋【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2013(036)003【摘要】In order to output IRIG-B standard DC code signal for the time system of shooting range, the DC code encoder hardware circuit is designed by using VHDL language on the FPGA logic circuit. The Quartus II software is used to to establish the project file for VHDL language, and compile and simulate DC code encoder circuit to get DC code signal according with IRIG-B standard. The practice shows that the circuit has simple realization method, good stability and high accuracy that the measured synchronous precision is <1 μs.%为了实现靶场时统终端输出IRIG-B标准DC code信号,采用VHDL语言在FPGA逻辑电路中设计了DC code编码器硬件电路,通过Quaaus Ⅱ软件建立工程文件对VHDL语言DC code编码器电路进行编译和仿真,获得了符合IRIG-B标准的DC code信号.经过实践验证,该电路具有实现方法简单、电路稳定性好、精度高的特点,实测同步精度小于1μs.【总页数】3页(P119-121)【作者】王丽秋【作者单位】中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春 130033【正文语种】中文【中图分类】TN919.3-34;TP331.2【相关文献】1.基于FPGA的IRIG-B（AC）编码器设计 [J], 周彩亲;李世中;梁国强2.基于FPGA的IRIG-B(DC)码解码卡的设计 [J], 贾磊;崔永俊;杨兵;王晋伟3.基于FPGA的IRIG-B（AC）编码器设计（英文） [J], 周彩亲;李世中;梁国强;4.基于FPGA的IRIG-B DC码编码设计与应用 [J], 陈言;蒋琪;王逸伦5.基于FPGA的IRIG-B(DC)解码编码器设计 [J], 李盘文;高志远因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

B码对时

摘要：IRIG-B格式时间码（简称B码）为国际通用时间格式码,用于各系统的时间同步。

“B码解码接口卡”为EISA（或ISA）总线接口卡,将标准时统设备送来的IRIG-B（DC）码,解码出时、分、秒,并加入毫秒信息,送入主计算机,以校准本机的系统时间。

本文给出以单片机为核心的“B码解码接口卡”电路设计和板内程序流程。

关键词：单片机解码接口 IRIG-B格式一、 IRIG-B格式码的格式与规范图 1为 B（DC）码示意图。

它是每秒一帧的时间串码,每个码元宽度为10ms,一个时帧周期包括100个码元,为脉宽编码。

码元的"准时"参考点是其脉冲前沿,时帧的参考标志由一个位置识别标志和相邻的参考码元组成,其宽度为8ms;每10个码元有一个位置识别标志：P1,P2,P3,…,P9,P0,它们均为8ms宽度;PR为帧参考点;二进制"1"和"0"的脉宽为5ms和2ms。

一个时间格式帧从帧参考标志开始。

因此连续两个8ms宽脉冲表明秒的开始,如果从第二个8ms开始对码元进行编码,分别为第0,1,2,…,99个码元。

在B码时间格式中含有天、时、分、秒,时序为秒-分-时-天,所占信息位为秒7位、分7位、时6位、天10位,其位置在P0～P5之间。

P6～P0包含其他控制信息。

其中"秒"信息：第1,2,3,4,6,7,8码元;"分"信息：第10,11,12,13,15,16,17码元;"时"信息：第20,21,22,23,25,26,27码元;第5,14,24码元为索引标志,宽度为2ms。

时、分、秒均用BCD码表示,低位在前,高位在后;个位在前,十位在后。

图 1 B（DC）码示意图二、 B码解码接口卡设计方案B码解码接口卡功能框图如图2所示。

对B码进行解码就是将B码中所包含的时、分、秒信息提取出来,转换成主计算机能够识别的形式,同时以秒的准时点为参考,生成毫秒信息,一同送入主计算机中。

语音信号处理基于MATLAB的子带编码实现

语⾳信号处理基于MATLAB的⼦带编码实现⼀：⼦带编码1.⼦带编码⾸先将输⼊信号分割成⼏个不同的频带分量，然后再分别进⾏编码，这类编码⽅式称为频域编码。

2.把语⾳信号分成若⼲⼦带进⾏编码主要有两个优点：(1).如果对不同的⼦带合理分配⽐特数，可以控制各⼦带的量化电平数⽬，以及相应的重建信号的量化误差⽅差值，以获得更好的主观听⾳质量。

(2).各⼦带的量化噪声相互独⽴，被束缚在⾃⼰的⼦带内，不影响其它⼦带的量化噪声。

3.影响⼦带编码效率的因数⼦带数⽬、⼦带划分、编码参数、⼦带中⽐特的分配、每样值编码⽐特、带宽。

4.分类（1）等带宽⼦带编码各⼦带的带宽是相同的，其优点是易于硬件实现，便于理论分析。

其中，k= 1, 2, 3 …, m为⼦带总数，B编码信号总带宽（2）变带宽⼦带编码各⼦带带宽是不同的，常⽤的⼦带划分是令各⼦带宽度随K 的增加⽽增加（低频段⼦带带宽窄，⾼频段宽），其优点是对不同的⼦带分配的⽐特数不同，能获得很好的质量。

⼆：matlab 实现1.主要是使⽤⾮对称滤波器组来实现语⾳信号的⼦带分解和合并。

2.关键：针对语⾳信号的频谱设计与之相适应的树形滤波器组。

3.编码采⽤u律pcm编码。

介绍：←本编程所设计的树形结构滤波器组，是由两通道的正交镜像滤波器组通过级联或并联组建⽽成的。

←采⽤正交镜象滤波器（QMF，quandrature mirror filter）来划分频带，混迭效应在最后合成时可以抵消←混迭失真：这是由于分析滤波器组和综合滤波器组的频带不能完全分开及x（n）的抽样频率fs不能⼤于其最⾼频率成分的m倍所致。

←两通道的滤波器组两通道的滤波器组两通道的滤波器组的幅频特性两通道的正交镜像滤波器组的幅频特性（从频频特性可以看出采⽤正交镜象滤波器来划分频带，混迭效应在最后合成时可以抵消）整体框图频带分解（主要）(下附matlab 源程序语⾳为wav 格式⾃⼰录⾳)原始语⾳y 提取⼀通道处理后语⾳%主程序clear all ;close all;clc;N=4096*50;%采集点数[y,fs,bits]=wavread('tangshi',N); %读取⾳频信息（双声道）Fs=fs ;ts = 1/fs;%仅处理1通道信号y1=y(:,1)' ;%the signal of channel one%y2=y(:,2) ;%the signal of channel twot=0:1/fs:(N-1)/fs;%time%原始语⾳信号读取sound(y1,fs);%原始语⾳信号画图figure(1) ;subplot(2,1,1) ;plot(t,y1) ;%1通道信号title('原始信号y1') ;%预滤波%语⾳信号预处理⼈⽿可识别范围（300~3400），因此多于此频率的信号可以滤掉⽽不⽤传输[y1_yu,fs_yu]=pre_process(y1,fs) ;subplot(2,1,2) ;plot(t(1:fs/fs_yu:3*floor(length(t)/3)),y1_yu) ;%滤波后的信号时域波形title('预滤波后的信号y1_yu') ;%对上⾯两个信号进⾏频谱分析Y1 = fft(y1);Y1_YU = fft(y1_yu);%画出图形figure(2) ;subplot(2,1,1)dfs= fs/length(Y1);H1 = abs(Y1(1:length(Y1)/2));f1 = 0:dfs:fs-dfs;f1 = f1(1:length(Y1)/2);plot(f1,H1)axis([0,10000,0,max(abs(fftshift(Y1)))])title('原始信号频谱y1')subplot(2,1,2)H2 = abs(Y1_YU(1:length(Y1_YU)/2));f2=0:dfs:fs_yu-dfs;f2 = f2(1:length(Y1_YU)/2);plot(f2,H2)axis([0,10000,0,max(abs(fftshift(Y1_YU)))])title('抗混叠滤波后y1_yu的信号频谱，fl=300Hz，fh=3400Hz') %抗混叠滤波后语⾳信号读取sound(y1_yu,fs_yu);%分解[yu1,yu2]=fenjie(y1_yu,fs_yu) ;%y1%2次分解[y1_1,y1_2]=fenjie(yu1,fs_yu) ;%3次分解[y1_11,y1_12]=fenjie(y1_1,fs_yu) ; [y1_21,y1_22]=fenjie(y1_2,fs_yu) ;%y2%2次分解[y2_1,y2_2]=fenjie(yu2,fs_yu) ;%3次分解[y2_11,y2_12]=fenjie(y2_1,fs_yu) ; [y2_21,y2_22]=fenjie(y2_2,fs_yu) ;%分解图⽰figuresubplot(4,1,1)plot(f2,H2);title(['原始信号频谱，fs=',num2str(fs_yu)])subplot(4,2,3)hy1 = abs(fft(yu1));fhy1=0:dfs:fs_yu/2-dfs;fhy1 = fhy1(1:length(hy1)/2);plot(fhy1,hy1(1:length(hy1)/2))title(['1次分解，fs=',num2str(fs_yu/2)])subplot(4,2,4)hy2 = abs(fft(yu2));fhy2=0:dfs:fs_yu/2-dfs;fhy2 = fhy2(1:length(hy2)/2);plot(fhy2,hy2(1:length(hy2)/2))subplot(4,4,9)hy1_1 = abs(fft(y1_1));fhy1_1=0:dfs:fs_yu/4-dfs;fhy1_1 = fhy1_1(1:length(hy1_1)/2);plot(fhy1_1,hy1_1(1:length(hy1_1)/2))title(['2次分解，fs=',num2str(fs_yu/4)])subplot(4,4,10)hy1_2 = abs(fft(y1_2));fhy1_2=0:dfs:fs_yu/4-dfs;fhy1_2 = fhy1_2(1:length(hy1_2)/2); plot(fhy1_2,hy1_2(1:length(hy1_2)/2))subplot(4,4,11)hy2_1 = abs(fft(y2_1));fhy2_1=0:dfs:fs_yu/4-dfs;fhy2_1 = fhy2_1(1:length(hy2_1)/2); plot(fhy2_1,hy2_1(1:length(hy2_1)/2))subplot(4,4,12)hy2_2 = abs(fft(y2_2));fhy2_2=0:dfs:fs_yu/4-dfs;fhy2_2 = fhy2_2(1:length(hy2_2)/2); plot(fhy2_2,hy2_2(1:length(hy2_2)/2))subplot(4,8,25)hy1_11 = abs(fft(y1_11));fhy1_11=0:dfs:fs_yu/8-dfs;fhy1_11 = fhy1_11(1:length(hy1_11)/2); plot(fhy1_11,hy1_11(1:length(hy1_11)/2)) title(['3次分解，fs=',num2str(fs_yu/8)]) subplot(4,8,26)hy1_12 = abs(fft(y1_12));fhy1_12=0:dfs:fs_yu/8-dfs;fhy1_12 = fhy1_12(1:length(hy1_12)/2); plot(fhy1_12,hy1_12(1:length(hy1_12)/2))subplot(4,8,27)hy1_21 = abs(fft(y1_21));fhy1_21=0:dfs:fs_yu/8-dfs;fhy1_21 = fhy1_21(1:length(hy1_21)/2); plot(fhy1_21,hy1_21(1:length(hy1_21)/2))subplot(4,8,28)hy1_22 = abs(fft(y1_22));fhy1_22=0:dfs:fs_yu/8-dfs;fhy1_22 = fhy1_22(1:length(hy1_22)/2); plot(fhy1_22,hy1_22(1:length(hy1_22)/2))subplot(4,8,29)hy2_11 = abs(fft(y2_11));fhy2_11=0:dfs:fs_yu/8-dfs;fhy2_11 = fhy2_11(1:length(hy2_11)/2); plot(fhy2_11,hy2_11(1:length(hy2_11)/2)) subplot(4,8,30)hy2_12 = abs(fft(y2_12));fhy2_12=0:dfs:fs_yu/8-dfs;fhy2_12 = fhy2_12(1:length(hy2_12)/2); plot(fhy2_12,hy2_12(1:length(hy2_12)/2)) subplot(4,8,31)hy2_21 = abs(fft(y2_21));fhy2_21=0:dfs:fs_yu/8-dfs;fhy2_21 = fhy2_21(1:length(hy2_21)/2); plot(fhy2_21,hy2_21(1:length(hy2_21)/2)) subplot(4,8,32)hy2_22 = abs(fft(y2_22));fhy2_22=0:dfs:fs_yu/8-dfs;。

基于LabVIEW的IRIG-B码实时采集与解析方法

基于LabVIEW的IRIG-B码实时采集与解析方法张敬礼;刘兴华;侯朋;代雪峰【摘要】授时设备是现代舰船噪声综合测试系统的重要组成部分.本文提出一种LabVIEW平台下的授时设备IRIG-B码采集解析方法.首先利用授时设备产生的秒脉冲作为触发信号控制采集设备采集IRIG-B码,然后对IRIG-B码进行门限判别预处理,再与位置识别标志比对提取信号端点,最后将IRIG-B码与移位寄存器进行移位比对,识别码字以及解析时间信息.试验结果表明,该方法能够有效解决IRIG-B码实时采集解析问题,具有定时精度高、软件开销小、抗电磁干扰能力强等优点,可应用于授时设备的开发设计、工作状态监测、信号质量评估等.%Timing device plays an important role in modern comprehensive test system of ship noise measurement. A novel method of IRIG-B code acquisition and decoding based on LabVIEW is proposed. Firstly, using the pulse signalpro-duced by timing equipment to control DAQ equipment. Then a threshold is introduced to the calculation of the starting points detection. Finally, the time information can be resolved by compare the IRIG-B code with shift register. Experimental results demonstrate that the proposed method is feasible to save the real-time acquisition and decoding of IRIG-B code, andespe-cially it has a number of advantages, such as effectively improve the timing precision, decrease the software expense and overcome the electromagnetic interference. The proposed method possesses a prospective application in the area of timing device application system development, operating state monitoring, signal quality evaluation etc.【期刊名称】《舰船科学技术》【年(卷),期】2017(039)009【总页数】4页(P151-154)【关键词】授时设备;IRIG-B码;LabVIEW;解码【作者】张敬礼;刘兴华;侯朋;代雪峰【作者单位】大连测控技术研究所,辽宁大连 116013;大连测控技术研究所,辽宁大连 116013;大连测控技术研究所,辽宁大连 116013;大连测控技术研究所,辽宁大连116013【正文语种】中文【中图分类】TP319随着水声传感器技术和网络通信技术的飞速发展，舰船综合噪声测试系统数字化、网络化的时代已经到来。

一种基于LABVIEW FPGA应用的IRIG-B码解码方法

一种基于LABVIEW FPGA应用的IRIG-B码解码方法
傅磊
【期刊名称】《黑龙江电力》
【年(卷),期】2016(038)001
【摘要】针对当前电力系统广泛应用的IRIG-B时间码,在由卫星同步时钟设备和LABVIEW实时控制器构成的测试平台上,采用基于LABVIEW FPGA模块的开发工具,给出了一种IRIG-B(DC)码的软件解码方法.试验证明:该方法能够正确接收IRIG-B (DC)码脉冲并解析成准确的时间,并为基于IRIG-B (DC)码的电力系统的时间同步提供实施基础.
【总页数】4页(P50-52,80)
【作者】傅磊
【作者单位】哈尔滨电机厂有限责任公司,哈尔滨150036
【正文语种】中文
【中图分类】TP273;TP311.53
【相关文献】
1.基于FPGA的IRIG-B码（DC码）解码器设计 [J], 冯培伦;邢晓楠;赵建文
2.基于FPGA和数字法的IRIG-B(AC)码的解码设计 [J], 张贵军
3.基于FPGA的IRIG-B（AC）时间码解码器的设计 [J], 贾磊;崔永俊;杨兵;王晋伟
4.基于FPGA极性自适应IRIG-B(AC)码解调器设计与实现 [J], 田洪伟;范文涛
5.基于FPGA的IRIG-B DC码编码设计与应用 [J], 陈言;蒋琪;王逸伦
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