矢量陣數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)與調(diào)試.pdf

1、本論文基于某矢量陣聲納系統(tǒng),該矢量陣聲納系統(tǒng)采用被動(dòng)原理,利用目標(biāo)航行產(chǎn)生的噪聲實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的探測(cè)。系統(tǒng)包括矢量水聽(tīng)器陣列、信號(hào)調(diào)理機(jī)、數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理系統(tǒng)、高速數(shù)據(jù)傳輸控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和PC機(jī)七部分。本文主要完成其中數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及調(diào)試。
　　數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)功能:一,對(duì)64路目標(biāo)信號(hào)實(shí)現(xiàn)采集;二,對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行前端預(yù)處理。本系統(tǒng)采用由8片ADS1178采樣芯片構(gòu)成的采樣電路實(shí)現(xiàn)對(duì)

2、64路目標(biāo)信號(hào)的采集,采樣電路在FPGA的控制下工作,并在FPGA中對(duì)采樣得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行打包緩存。因?yàn)楦鱾€(gè)矢量水聽(tīng)器的通道由于制造工藝差別等因素的影響對(duì)不同頻率處的信號(hào)靈敏度不同,同時(shí)各個(gè)通道之間在不同頻率處的正交偏差也不相同,所以要對(duì)采集到的數(shù)據(jù)在不同頻率上進(jìn)行相應(yīng)的靈敏度和正交偏差補(bǔ)償。進(jìn)行補(bǔ)償首先要完成數(shù)據(jù)時(shí)域到頻域的變換,本系統(tǒng)通過(guò)在FPGA中對(duì)采集得到的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)FFT處理以完成數(shù)據(jù)從時(shí)域到頻域的變換。
　　本文首先闡述了

3、數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)思想,對(duì)采樣電路、FPGA及其配置功能電路、以太網(wǎng)電路、電源模塊電路以及CPCI接口電路的具體設(shè)計(jì)進(jìn)行了介紹;然后闡述了FPGA中AD采樣模塊以及采樣數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊的設(shè)計(jì)思路,并對(duì)AD采樣模塊,采樣數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊包含的數(shù)據(jù)寫(xiě)入控制模塊、乒乓緩存模塊、數(shù)據(jù)讀出控制模塊以及數(shù)據(jù)FFT處理模塊的具體實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行了介紹;最后,通過(guò)相應(yīng)的電路測(cè)試以及對(duì)數(shù)據(jù)仿真處理結(jié)果的分析,驗(yàn)證了該系統(tǒng)能夠正確的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集以及預(yù)