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激光雷达信号的高速高精度数据采集系统

作　者: 张玉静
导　师: 刘书明
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 电路与系统
关键词: 模数转换系统并行采样高速高精度
分类号: TN958.98
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 232次
引　用: 4次
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内容摘要

随着数字信号处理的高速发展,模拟信号处理在很多场合已被数字化处理所代替。随着数字系统分辨率要求的日益提高,作为模数转换系统的核心—A/D转换芯片,其精度(位宽)和采样率也要随之提高。但精度和采样率是一对矛盾,很难同时得到满足,这就成为了A/D采样系统发展的瓶颈。利用多片ADC以并行的模式工作是提高最大采样率的一种重要技术。因此,为了在精度的基础上实现更高的采样速率,本文讨论了应用于激光雷达信号处理的14位、400Msps的四通道时间交叉采样系统,具体安排如下:首先,分析了高速高精度ADC设计的理论基础。其次,提出了系统软硬件的设计方案和架构,并对每个模块的设计都做了详细地讨论,对设计中需要注意的问题也给出了说明。再次,对系统进行调试,使系统达到了设计指标要求。最后,讨论了本设计中存在的不足和局限性,并提出了更好的设计方案。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-9
  1.1 课题背景和意义  7
  1.2 发展前景  7-8
  1.3 本文主要工作  8-9
第二章高速高精度ADC 设计的理论基础  9-21
  2.1 模数转换系统参数的定义  9-11
  2.2 频域分析理论  11-17
    2.2.1 频域分析的引入  11-12
    2.2.2 基于FFT 的分析原理  12
    2.2.3 频率分辨率  12-13
    2.2.4 频谱泄漏  13-15
    2.2.5 窗函数的选择  15-17
  2.3 高速板设计理论  17-21
    2.3.1 特征阻抗的物理含义  17-18
    2.3.2 特性阻抗的计算  18-19
    2.3.3 总线阻抗匹配与端接  19-20
    2.3.4 串扰  20-21
第三章硬件电路设计  21-35
  3.1 系统的组成原理和技术指标  21
    3.1.1 系统组成原理  21
    3.1.2 技术指标要求  21
  3.2 硬件的总体架构  21-23
  3.3 各个模块的功能和硬件实现  23-32
    3.3.1 模拟通道模块  23-26
    3.3.2 数据采样模块  26-27
    3.3.3 时钟模块  27-29
    3.3.4 数据处理模块  29-30
    3.3.5 芯片程序加载部分  30-31
    3.3.6 电源模块  31-32
  3.4 PCB 制作  32-35
第四章系统软件设计  35-43
  4.1 Visual DSP++简介  35-36
  4.2 数据处理主程序编写  36-41
    4.2.1 初始化程序  37
    4.2.2 读取、整理数据部分  37-38
    4.2.3 FFT 程序  38-39
    4.2.4 积累  39-40
    4.2.5 求模  40
    4.2.6 选主频、最大最小频率  40-41
  4.3 加载程序的编写  41-43
第五章系统调试与结果分析  43-49
  5.1 系统调试  43-44
    5.1.1 电源系统调试  43
    5.1.2 时钟信号调试  43
    5.1.3 模拟信号调试  43-44
    5.1.4 对FPGA 和DSP 的调试  44
    5.1.5 对AD9445 和AD9516 的调试  44
  5.2 系统功能验证  44-45
  5.3 系统改进  45-47
  5.4 系统指标测试  47-49
第六章高速高精度采样的新方案  49-53
  6.1 原方案的不足和局限性  49
  6.2 双通道14 位、800Msps 的ADC 的总体结构  49-50
  6.3 器件介绍  50-51
    6.3.1 ADS5474 介绍  50
    6.3.2 Virtex5 FXT 介绍  50-51
  6.4 新方案的几点说明  51-53
第七章结束语  53-55
致谢  55-57
参考文献  57-59
研究成果  59-60
附录A  60-61
附录B  61-63

激光雷达信号的高速高精度数据采集系统

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