单次信号周期再现装置设计与实现文献综述

 2022-03-10 20:47:06

摘要:在工程或试验中,往往要求某一装置的输出变量按予定的规律变化,例如:在目标模拟器中,要求假目标按予先规定的运动轨迹运动;在地震模拟震动台中,要求震动台的运动再现某次地震时地面的实际运动情况,在船舶耐波性试验的水池中,要求在水池中生成与某一海域的海浪波形相同的模拟波。因此,我们可以设计单次信号周期再现装置,满足输入有一定持续时间的单次任意波信号,再现装置将捕捉到的信号进行周期性重复输出。整个过程就是先通过DDS信号发生器产生一个单次任意波信号,然后通过AD转换将模拟信号采样量化成数字信号,然后经过FPGA进行采集存储,在再通过DA转换器还原成模拟信号在进行输出。单次信号周期再现装置的实现

关键词:DDS信号发生器,AD/DA转换,FPGA算法。

1 背景

随着数字化的发展,在检测、控制等领域,越来越多的模拟信号需要转换成数字信号进行处理。AD转换即是将输入的模拟信号以二进制数字输出的过程。对应特定的应用,AD转换要求不同,在高频雷达设计中,要求AD转换有较高的转换速度,才能实时测距;而最终雷达测距的精度,与AD转换 、Ffrr的位数有直接关系。一些自带AD的单片机不仅数据处理速度慢 ,且AD位数也达不到要求,故本设计采用基于 FPGA平台,利用 ADS7890实现快速、高精度的模数转换。

随着几年来的投入的增加,国内一些单位也取得了一定的成果,比如2001年复旦大学专用集成电路与系统国家重点实验室已经成功研究出低功耗的10位、33MPS流水线ADC等。所以今后高性能的ADC的发展方向主要包括:更快的速度、更高的精度、更低的功耗、更简单的电路结构、更小的电路面积、更广泛的应用范围以及以上几个方面的协调发展。为了适应现代电子技术的不断发展和试产所需求的信号发生器,研究高性能信号发生器是极为必要的。FPGA (现场可编程门阵列)具有高集成度、高速度、低费用、低风险。低功耗等特性,能有效地实现DDS[13]技术

而FPGA作为一种可编程逻辑器件,能够为用户提供各种逻辑能力、速度和电压特性,而且可以在任何时候对其进行修改。他的逻辑控制能力强,频率高,速度更快,效率也更高,而且设计也更加灵活。

现在新型的FPGA芯片中一般都集成了DSP模块,甚至嵌入了软/硬内核处理器。目前国际上基于FPGA的信号处理算法已经比较成熟,如Altera公司的FFTIP的核计算16位1024点FFT仅需6.63mu;s,国内的FPGA技术起步较晚,但是发展很快,FPGA正在应用与越来越多的领域中。

2 国内外的相关研究

80年代,随着微型处理器的发明,人们开始研究使用微型处理器为主要部分的波形信号发生器,而且还能够输出比较复杂的波形。而在这个年代里,波形信号发生器主要以软件为主。

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