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高速数据采集处理系统设计是现代数字信号处理系统的基础，已广泛应用于雷达、通信、遥测遥感、电子对抗、图像处理等领域。随着科技与信息技术的不断发展，对数据采集的要求也越来越高，如何实时、高速地采集与处理数据是一个关键性问题，也是当前研究的热门领域。本课题基于雷达电磁环境模拟器，实现对带宽400MHz，中心频率250MHz中频信号以900MSPS采样，然后将采样数据通过FPGA中的LVDS宏功能模块接收并经过串并转换和异步接口后，存储到SSRAM，等到需要时，再将存储数据读出，经过多普勒频移调制、密集多假目标干扰产生等算法后，将处理后的数据送到高速DA还原为模拟信号输出。关键词：高速数据采集，数字射频存储，希尔伯特变换，多普勒，密集多假目标干扰，FPGA8957
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Title Design and Realization of High-speed Data Acquisition
and Processing System based on FPGA
Abstract
The design of high-speed data acquisition and processing system is the
foundation of modern digital signal processing systems, the high-speed
data acquisition and storage system has been widely used in radar,
communications, telemetry, remote sensing, electronic countermeasures,
image processing field. With the continuous development of technology and
information technology, the requirements of data acquisition getting
higher and higher, how to acquisition and processing of data real-time and
high-speed is a critical issue,and also a hot area in current.
This subject is based on the radar electromagnetic environment
simulator, The IF signal of bandwidth of 400MHz and center frequency of
250MHz is sampling in 900MSPS, then the sampled data is received through
the FPGA LVDS MegaWizard Plug-In Manager and series-parallel conversion
and asynchronous interfaces, storage to SSRAM ,wait until you need and then
the data stored can be read out through the Doppler frequency shift
modulation intensive target interference algorithm, then the data is
revert to the analog signal by the high-speed DA.
Keywords: high-speed data acquisition,DRFM,Hilbert,Doppler,dense
multi-false target jamming,FPGA 目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景与意义 . 1
1.2 国内外发展现状 . 1
1.3 课题研究内容 . 2
1.4 论文章节安排 . 3
2 数据采集存储的相关理论 4
2.1 信号采样理论 . 4
2.1.1 Nyquist 采样定理 4
2.1.2 带通采样定理 . 5
2.2 数字射频存储技术 . 6
2.2.1 数字射频存储的基本原理 . 7
3 雷达电磁环境模拟器的硬件电路设计 . 8
3.1 电磁环境模拟器的功能要求 8
3.2 系统组成及工作原理 . 9
3.2.1 收发单元以及天线 9
3.2.2 信号处理单元 . 9
3.2.3 系统工作原理 . 10
3.3 高速数据采集的硬件电路设计 11
3.3.1 电源电路 11
3.3.2 AD 转换电路 14
3.3.3 数据存储电路 17
3.3.4 DA 转换电路 19
3.3.5 PCB 设计 . 21
4 高速数据采集与处理技术及 FPGA 实现 22
4.1 数据采集与存储 22
4.1.1 数据采集模块 22
4.1.2 异步接口模块 27
4.1.3 数据存储模块 31
4.2 多普勒频移的数字实现 32
4.2.1 DDS 的基本原理 . 33
4.2.2 希尔伯特变换器的实现 37
4.2.3 单边带调制的 FPGA 实现 . 41
4.3 密集多假目标干扰 42
结 论 . 47