Singularity-blog

前言：固定翼飞行器相对多旋翼飞行器具有载荷大、航程远等特性，在B端、C端、M端皆占大半江山。此次新年之际，笔者亲手搭建了一台性价比较高的“冲浪者”，并且尝试一下午就成功使用日本手首飞成功，有些玩航模的朋友夸俺天赋好😆但这其实离不开笔者在上手之前学习的固定翼相关空气动力学，所以个人认为很有必要记录一下，以便日后其他小伙伴借鉴快速入门

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机翼的空气动力特性

为了方便分析，一般取机翼的切面形状进行空气动力学计算，即翼型。

下图为几种常见的翼型，在不同用途的飞行器上有着各自的优势，具体我们留到下方常见翼型特性一节讲解分析。

笔者玩的冲浪者主机翼显然采用的是超临界型翼型设计，下图展示的为将机翼拆下后翅根处的截面。（都这么努力了😁是不是要扫描文末的二维码请咖啡呀☕）

接下来，对翼型进行理论分析，介绍各项重要参数以及升力计算方法。图中，贯穿中央的水平实直线名为展弦；还有一根从前缘到后缘，贯穿内切圆圆心的虚线名为中弧线；翼型的上包实线名为上弧线；翼型的下包实线名为下弧线；其他关键机械设计参数皆标于图上。

前言：随着当前数字SOC等IC设计技术的发展，越来越多的模拟电路模块被数字化。数字化显然会带来如更好的稳定性、移植性等优点，并且易于分析、结果可预测。本文中将介绍传统的锁相环（PLL：Phase-Locked Loop）的工作原理，以及数字化为可在CMOS-ASIC中实现的全数字锁相环（ADPLL：All-Digital PLL）。

PLL

上框图为传统的模拟PLL，显然主要有PD、LF、VCO三大主要构成。首先介绍的是压控振荡器VCO，一般模拟电路实现的该模块有如下的特性曲线，也就是输出信号的频率与输入的电压（在工作范围内）成线性关系：

$$
F_{VCO} = \omega_o + K_{vco}\cdot u_c
$$

现在将振荡器输出的信号表示为：

$$
u_o(t) = A_{o} \sin(\omega_o t + \theta_o)
$$

前言：采集脉冲信号，这个在嵌入式中相当常见的功能，很容易想到的方法有：定时器直接采PWM的脉宽、滤波后用ADC采能量（详见前文）。但是对于非常快速的尖脉冲信号，比如辐射粒子信号检测（能量511keV的粒子产生的脉宽时间为500ps左右），如果采用ADC方案则需要采样率达10G以上，这样的ADC价格极其昂贵而且还买不到！所以对于这样的信号，需要采用一种全新的思路，也就是接下来要讨论的MVT（多电压阈值Multi-Voltage Threshold）方法。

MVT Digitizer系统结构

上图是从一篇做PET的论文中抽取的，除去后面的以太网通信部分，这就是一套完善的由FPGA实现的MVT Digitizer系统。

这个系统的核心组件是：

1. LVDS Comparator：基于LVDS接收器的定阈值比较器
2. TDC：基于加法器和传播延时设计的“时间数字转换器”
3. Pack Module：对检测的阈值触发时间进行处理的算法逻辑实现

接下来，对这个系统的核心硬件部分依次进行原理分析。