简易数字存储示波器研究

基于MCU8051和FPGA的控制平台,采用实时采样与等效采样两种方式实现了对频率为10Hz-10MHz的波形数据的实时采样,存储与回放。做到垂直灵敏度含1v/div,0.1v/div和2mv/div三档,扫描速度含20ms/div,2uv/div,100ns/div三档。系统的频率测量精度达0.001Hz,电压测量精度达0.05V。自带100KHz方波信号为系统测频时钟与电压基准源的进行自动校准,此外,还实现了对波形数据的单次触发存储与调出功能和AUTO显示功能。     

数字存储示波器的设计与论证

以Altera DE1 FPGA为核心,设计一款实时采样方式和等效采样方式相结合的数字存储示波器。围绕Altera DE1开发板进行开发,由信号调理电路、采样保持电路、触发电路、等模块组成,实现模拟信号触发、量程和采样频率的自动调整,并高清晰显示波形,对模拟信号波形进行长期存储并能利用机内微处理器系统地对存储的信号做进一步的处理。     

基于压缩感知的伪随机等效采样信号重构

伪随机等效采样利用采样周期数与采样点数间的互质关系使各采样点均匀复现于同一周期,从而达到较高的等效采样速率。然而为了精确重构出原始信号,需大量采样数据,因此导致采样时间过长,实时性能差。针对上述问题,提出了一种基于压缩感知理论的伪随机等效采样信号重构方法,通过构造伪随机等效采样观测矩阵并选择离散傅里叶变换基建立稀疏重构模型,然后利用压缩感知中的正交匹配追踪算法求解该模型,从而重构出原始信号。仿真实验表明,所提方法在采样点个数40时,重构成功率达99.73%。     

基于高速ADC和FPGA的IR-UWB相干接收机设计

为了探索超宽带（UWB）技术的空间应用,设计了一款脉冲无线超宽带（IR-UWB）的全数 字化相干接收机。本系统利用高速采样芯片ADC08D1000对IR-UWB信号进行双通道交织 采样,接下来利用Xilinx FPGA对采样数据进行降速处理。按照二分搜索、相干捕获 、脉冲跟踪的方案进行接收系统设计,并对该接收机进行了实际测试。最终实现了1 ns 脉宽的IR-UWB信号的正确接收和1 Mb/s码速率的OOK编码通信。     

一种试验场无线电辐射源模拟器测量与监视系统

基于超宽带采集存储技术构建了测量与监视系统,实现了对无线电监测系统试验场中的模拟无线电监测目标信号群的测量与监视。重点研究了基于并行交替采样的超宽带信号高速采集技术、基于固态磁盘(Solid-State Disk,SSD)阵列流水拼接的海量数据实时存储技术和基于统一计算设备架构(Compute Unified Device Architecture,CUDA)的超宽带信号频谱分析技术等关键技术。测量与监视系统工作频率范围为1.5 MHz～22 GHz,单通道采集速率可达5 GB/s,三通道实时带宽达到6 GHz,最大存储容量达到48 TB,满足对无线电监测系统试验场中通信、导航、雷达等多路模拟无线电监测目标信号进行测量与监视的使用需求。     

LINK11_SLEW信号的非协同解调

根据LINK11_SLEW信号的波形协议和帧结构,先对复杂信道下的LINK11_SLEW信号进行一次模拟解调,再采用相关同步算法、重构前导序列测频算法、平均自适应滤波的信道均衡（AFA）算法和最佳采样点鉴相解扰算法进行二次解调,理论推导和计算仿真表明,复杂信道下采用常规解调方式无法有效解调的LINK11_SLEW信号,采用新算法解调星座图在10符号之内达到收敛,在Eb/N0高于12 dB的情况下,解调误码率小于10-3。     

基于VerilogHDL的TLC549控制模块的设计

结合广泛使用的TLC549串行A/D转换器,采用FPGA器件EP1C6Q240C8,对A/D转换芯片TLC549进行采样控制。整个设计在Quartus Ⅱ平台下进行软件编程和下载。采用VerilogHDL语言描述,实现正确的TLC549转换的工作时序控制过程。该设计可用于信号采集和实时监控方面,仿真结果和实际运行显示该模块工作性能稳定、可靠性高,使用方便。     

基于FPGA的宽动态范围DPSK解调器设计

为了解决大多普勒频移、猝发通信条件下传统接收机结构复杂的问题,设计并实现了一 种基于FPGA实现的宽动态范围全数字DPSK基带接收机。采用1 bit A/D带通采样技术和差分 检测技术,在最大40 kHz多普勒频移条件下实现了70 dB动态范围。该技术已用于 某低成本毫米波数据通信系统中,实现了码速率为10 Mbit/s、动态范围大于70 dB的D PSK信号解调,系统误比特率为10-6。     

利用二次谱盲估计多速率DS/CDMA伪码周期

针对可变扩频长度(VSL)的多速率DS/CDMA信号伪码周期的盲估计问题进行了研究,将一般单速率直扩信号二次功率谱伪码周期估计的方法扩展到多速率DS/CDMA模型。该方法首先将接收的多速率DS/CDMA信号进行采样,并对其求一次功率谱,再将一次谱作为输入信号作傅里叶变换并取模、平方,从而得到信号的二次功率谱。通过推导证明,多速率DS/CDMA信号的二次功率谱在扩频码周期的整数倍处出现尖锐的谱线,且不同速率用户的二次谱线幅度是不同的,利用这些幅度差异区分不同速率并通过估计谱线之间的距离即可获得不同速率信号的伪码周期。仿真表明该算法在低信噪比下适用,在-15 dB能够利用较少数据同时估计多组速率的伪码周期。     

基于VPX架构和第四代Sharc DSP的SAR信号处理系统

给出了一种基于VPX架构和ADSP-21469的合成孔径雷达（SAR）实时信号处理机的设 计与实现。处理机分别采用基于FPGA的交换机和各Lane接收缓冲再同步技术解决板内外数据 交换和多Lane Serial RapidI/O同步难点,实现了实时宽带雷达回波中频采样变换和SAR成 像处理。测试表明,该信号处理机比相同处理能力的传统处理机至少减少40 W功耗,并 具有高达1 Gbyte/s的I/O吞吐力。     

基于VxWorks的嵌入式二次雷达航迹记录仪设计

为实现对二次雷达航迹数据的实时记录以及事后的回放分析,设计并研制了基于VxWor ks实时系统的嵌入式记录仪,采用自定义缓冲队列的数据传输机制,充分考虑了任务之间 的同步及互斥,并利用PC104板卡的硬件辅助时钟进行系统设计。实践证明,在航迹数据均 值速率3.84 kbyte/s（96批/秒）（峰值速率为20.48 kbyte/s即512批/秒）的情况 下,能达到正常实况回放的效果。     

可实时更新任意函数和图形波形的发生器IP核设计

基于直接数字频率合成（DDS）原理、可编程片上系统（SoPC）技术和Avalon总线规范，结合软件编程技术，设计了一个通过PC软件可实时产生任意函数表达式波形和人工图形绘制波形的任意波形信号发生器。该信号发生器包括具有独特调制方法及多功能DDS IP核设计、用于通信控制接口的Nios II软件设计和函数波形产生与图形波形编辑的PC软件与界面设计。给出了4种设计波形与实际输出波形的测试验证结果。在该信号发生器运行时，通过PC端上位机软件可十分方便且实时地更新波形，并通过函数方式与图形方式相结合，真正实现任意波形信号的产生。     

基于FPGA的信号处理板高速通信接口研制

在半导体器件的不断发展过程中,模数转化器的采样速率已经得到了很大程度上的提高,同时在信号的处理系统数字化的程度上也有了显著的提高,系统内部的有着大量的数据需要实时的进行传输,从这些方面可以看出,不管是在民用方面还是国防工业的使用上,对于总线的数据传输速率都有了更高的要求提出。本文主要就基于FPGA信号处理板高速通信接口的相关问题进行详细的分析探究,希望能够对这一领域的学术发展起到促进作用。     

基于LABVIEW的音频信号数字滤波处理

本文以LABVIEW作为工具平台,对音频信号进行读取、波形显示和频谱分析,并设计一个FIR低通滤波器并对此音频信号进行滤波。通过比较滤波前后的波形和频谱图,明显得出滤波效果,并且还可根据需求随意调节虚拟滤波器前面板中的参数,操作非常方便。     

取样-滤波数据采集技术

介绍一种新颖的取样 滤波数据采集技术的基本原理和它的突出优点。将这种技术用于超高速交替式（ｉｎｔｅｒｌｅａｖｉｎｇ）数据采集系统中，信号（波形）的实时取样速率目前已达到１０ＧＳａ／ｓ，因此是一种很有实用前景的高速数据采集技术     

超宽带微功率冲激雷达接收机的优化及实现

为实现一种真正平衡的采样接收机,并解决以往接收机存在的采样模板脉冲泄漏问题,设计了一种新的平衡采样头。通过分析模板信号宽度对检测效率的影响,结合实际微功率冲激雷达(MIR)采样接收机所需考虑的事项,优化了模板信号的波形和宽度,并实际生成了平衡模板信号,最终实现了所提出的采样接收机。测量结果显示,在M IR系统低于120 mW功耗的前提下,可将其作用距离扩展至30 m。     

卫星地面站高速数据传输终端平台设计

提出了一种具有开放式架构的新型高速数据传输终端平台,它以RapidIO作为各处理板卡的监控指令接口,以两个8×PCIe作为各处理板卡的数据接口。设计了有源交换网络背板实现系统互联;设计了通用处理板卡通过软件重构以实现数据上行调制或数据下行接收功能;下行接收的数据通过块数据传输,传输速率最高达40 Gb/s;通过独立磁盘冗余阵列扩展固态盘阵列实现数据高速记录,数据记录速率不低于500 MB/s;通过万兆以太网接口实现数据高速实时转发,数据转发速率不低于4 Gb/s;上行调制数据实时注入实时调制,数据速率不低于2 Gb/s。该平台硬件可扩展,软件可升级,控制和数据总线解耦合,可通过软件重构实现功能配置和在线更新,具有良好的扩展性和通用性,已在地面终端站高速数据传输系统中得到工程应用。     

一种认知跟踪雷达LFM波形库建立方法

认知雷达是下一代雷达发展的方向之一。在对认知跟踪反馈环进行分析的基础上,提出了一种线性调频(LFM)信号波形库的建立方法。在应用交互多模型跟踪机动目标的背景下,通过所建的波形库对发射波形进行实时调用,达到减小跟踪误差的目的。研究了具有不同调频率参数与FrFT旋转角度组合的不同数量LFM信号波形库的建立,以最小化模型选择不确定性为目的推导波形选择准则,得到了不同的波形选择策略。仿真验证分析其跟踪精度可以看出,构建具有一定数量LFM波形的波形库可以提高认知跟踪雷达的性能。     

一种低速采样的协同宽带频谱感知方法

频谱感知是通信系统抗干扰和智能化的关键能力。针对认知无线电系统窄带频谱感知技术受制于数模转换器件的发展水平,难以解决认知无线电系统宽带、实时频谱感知的问题,提出一种多节点协作的认知无线电系统宽带频谱感知方法。该方法设计由多个认知节点对目标频段执行次奈奎斯特采样来降低采样速率,采用能量检测方式对采样矢量进行集中式融合判决,实现宽频段范围内干扰信号的谱定位和判断,降低各个感知节点的采样速率,支撑认知网络系统构建高实时、宽频带频谱感知的能力。计算机仿真试验结果表明,所提方法达到90%检测概率时压缩比要求为0.025,具有可靠性与有效性。     

恒模数字波束形成器在多天线软件无线电平台中的实现

在一个多天线软件无线电平台上实现了基于恒模算法(CMA)的数字波束形成器。利用DSP的EDMA传输方式可以提高数据传输的速率,增加波束形成的实时性。试验结果表明:采用恒模数字波束形成算法,可以使天线主波束对准用户信号到达方向,旁瓣或零陷对准干扰信号达到方向,达到抑制干扰的目的。当采样速率为500 kHz时,在我们的平台上可以实时实现数字波束形成。