学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

矢量阵数据采集及预处理系统硬件设计与调试

作　者: 葛颂
导　师: 梁国龙
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 水声工程
关键词: 矢量水听器阵列数据采集 FPGA FFT
分类号: U666.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 19次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

本论文基于某矢量阵声纳系统，该矢量阵声纳系统采用被动原理，利用目标航行产生的噪声实现对目标的探测。系统包括矢量水听器阵列、信号调理机、数据采集及预处理系统、高速数据传输控制系统、数据存储系统、数据处理系统和PC机七部分。本文主要完成其中数据采集及预处理系统的设计及调试。数据采集及预处理系统要实现两个功能：一，对64路目标信号实现采集；二，对采集到的数据进行前端预处理。本系统采用由8片ADS1178采样芯片构成的采样电路实现对64路目标信号的采集，采样电路在FPGA的控制下工作，并在FPGA中对采样得到的数据进行打包缓存。因为各个矢量水听器的通道由于制造工艺差别等因素的影响对不同频率处的信号灵敏度不同，同时各个通道之间在不同频率处的正交偏差也不相同，所以要对采集到的数据在不同频率上进行相应的灵敏度和正交偏差补偿。进行补偿首先要完成数据时域到频域的变换，本系统通过在FPGA中对采集得到的数据实现FFT处理以完成数据从时域到频域的变换。本文首先阐述了数据采集及预处理系统硬件电路设计思想，对采样电路、FPGA及其配置功能电路、以太网电路、电源模块电路以及CPCI接口电路的具体设计进行了介绍；然后阐述了FPGA中AD采样模块以及采样数据预处理模块的设计思路，并对AD采样模块，采样数据预处理模块包含的数据写入控制模块、乒乓缓存模块、数据读出控制模块以及数据FFT处理模块的具体实现方式进行了介绍；最后，通过相应的电路测试以及对数据仿真处理结果的分析，验证了该系统能够正确的实现数据采集以及预处理功能。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第1章绪论  9-13
  1.1 立题背景和意义  9
  1.2 水声探测技术概述  9-10
  1.3 矢量水听器技术概述  10-11
  1.4 可编程逻辑器件发展概述  11
  1.5 论文内容  11-13
第2章数据采集及预处理系统硬件设计  13-31
  2.1 矢量阵声纳系统介绍  13
  2.2 数据采集及预处理系统设计需求分析  13-14
  2.3 数据采集及预处理系统硬件设计方案  14-15
  2.4 ADS1178 采样电路设计  15-20
  2.5 FPGA 及其配置功能电路设计  20-24
    2.5.1 FPGA 配置电路设计  20-22
    2.5.2 FPGA 时钟电路设计  22-23
    2.5.3 FPGA 外围存储电路设计  23-24
  2.6 以太网电路设计  24-25
  2.7 CPCI 接口电路设计  25-26
  2.8 电源模块电路设计  26-30
  2.9 本章小结  30-31
第3章数据采集及预处理系统软硬件调试  31-50
  3.1 硬件调试  31-33
    3.1.1 电源模块调试  31-32
    3.1.2 FPGA 配置电路调试  32-33
  3.2 软件程序设计及调试  33-49
    3.2.1 AD 采样模块程序设计及调试  33-38
    3.2.2 采样数据预处理模块程序设计及调试  38-49
  3.3 本章小结  49-50
第４章系统测试与验证  50-57
  4.1 AD 采样电路测试  50-54
    4.1.1 测试电路设计  50-51
    4.1.2 采样电路测试程序设计及调试  51-53
    4.1.3 采样电路测试结果  53-54
  4.2 采样数据预处理测试  54-56
  4.3 本章小结  56-57
结论  57-58
参考文献  58-62
致谢  62-63
附录  63

矢量阵数据采集及预处理系统硬件设计与调试

内容摘要

全文目录

相似论文