作为一种全新的探测技术，激光雷达已广泛应用于大气、陆地、海洋探测、空中交会对接、侦察成像、化学试剂探测等领域。与传统雷达技术相比，激光雷达是一种通过发射特定波长的激光，处理并分析回波信号，实现目标探测的技术，具有高测量精度、精细的时间和空间分辨率，以及极大的探测距离等优点，目前已成为一种重要的探测手段。激光雷达探测系统需采用硬件电路实现系统的控制以及回波信号的处理、分析，从而实现目标距离、速度、姿态等参数的测量，因此研制高速、高精度、性能稳定、性价比高、保密性强的处理电路，对提升激光雷达探测系统的整体性能有着十分重要的意义。 激光雷达系统控制及信号处理电路有多种实现方案，传统的MCU实现方案较为普遍，但受线程的带宽限制，且难以提高系统的精度与复杂性；采用 FPGA、ARM或DSP实现信号处理架构，一定程度上提高了系统的带宽与复杂度，但成本较高，功耗较大，且开发周期较长。针对目前激光目标探测系统中，对系统控制复杂度，信号处理实时性，整体性能与功耗等要求，论文提出了一种基于 CPLD与MCU架构的电路改进方案。该方案采用高速并行的现场可编程PLD器件，完成相关电路的控制与回波信号的实时处理、分析；同时选用线程处理优势较强的MCU，实现相关信号的控制与高速串口的收发，完成PC软件终端的通信。 本文结合所提出的基于 CPLD与 MCU架构的硬件电路设计方案，选用了Altera的MAX II CPLD器件EPM240T100C5N，以及宏晶科技公司的增强型单片机STC12LE5A60S2，实现了激光雷达系统控制及信号处理等功能。文中详细介绍了实验系统的设备资源与硬件电路的模块化设计，完成了相关外设的驱动控制，并采用 CPLD与 MCU完成了回波信号的采集、处理与分析，最终通过与所设计PC软件终端的通信，实现与硬件电路板的实时数据上传。 目前板卡在100MHz主频下工作，可完成10kHz激光器的触发，并行实现回波信号的实时处理与分析，以及921600波特率下的高速串口通信。结合激光雷达实验系统，多次进行硬件电路的测试与实验，表明本文设计的激光雷达系统控制及信号处理硬件电路功能正常，性能稳定，且功耗低，保密性强，符合设计的需求，实验证明本文所提出方案的具有一定的可...
上传时间： 2022-05-28
上传用户：xsr1983
激光雷达是激光技术和雷达技术相结合的产物，其工作原理与传统雷达基本相同，都是通过雷达发射信号，由接收系统收集从目标返回的信号，并对其进行观察和处理来发现目标、测量目标的坐标和运动参数等1-7].由于激光雷达发射的激光频率较微波高几个数量级，故频率的量变使得激光雷达技术产生了质的变革.因此，激光雷达在精度、分辨率、抗干扰性和某些特定参数测量能力方面都是普通雷达所无法比拟的.雷达系统的核心部分是三维成像激光雷达信号处理系统，其处理的数据量大、实时性要求高，因此，对信号处理系统的设计要求很高，由于FPGA运算速度快、实时性好，在数字信号处理方面有明显的优势，故设计一种基于FPGA和MCU的三维成像激光雷达信号处理系统，具有重要的现实意义.1成像激光雷达原理与系统方案设计激光雷达系统由雷达发射系统、接收系统、控制系统和信号处理系统等部分构成，其原理框图见图1.发射系统与接收系统用于发射一定的激光波束并接收目标的反射光信号，同时将光信号转化为电信号，包括激光器、光电探测器、发射光学系统和接收光学系统几部分；信号处理系统是将光电探测器接收到的信号进行放大，并从信号中提取有用信息，然后将这种信息转化为所需要的信号形式，包括前置放大、信号处理和数据采集等部分；处理与显示系统是整个成像系统的终端部分，其功能是将采集到的数据形成图像并显示.
上传时间： 2022-06-24
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文章主要讨论了一种基于Xilinx FPGA及VPX（VITA46）架构的高性能雷达信号处理系统的设计方案，详细分析了系统指标与系统结构并全面论述了整个系统各部分的设计方案和硬件实现。系统包括高速信号采集/回放板卡、高速大容量数据存储板卡、高速信号处理板卡、高速信号交换板卡及高速系统背板等五类板卡。各类板卡通过高速VPX总线连接并被组装在雷达信号处理机箱内构成一套高扩展性、高性能的雷达信号处理系统。系统全采用Xilinx Virtex5FPGA高速现场可编程逻辑器件为主处理器及主控制器。信号采集/回放板使用基于FMC（VITA57）高速接口的子母板设计，提高了系统的灵活性和通用性；大容量数据存储板采用由高密度固态存储芯片Flash（闪存）组成的数据存储整列，提高了数据存储容量及存储带宽；信号处理板使用多片FPGA高效并行处理架构，提升系统运算能力及处理速率；同时系统采用FPGA高速串行口结合VPX总线架构并整合千兆以太网技术，加大了系统数据吞吐能力。关键词：XilinxFPGA,高性能,雷达信号处理系统,VPX
上传时间： 2022-07-27
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数字信号处理是信息科学中近几十年来发展最为迅速的学科之一.目前,数字信号处理广泛应用于通信、雷达、声纳、语音与图像处理等领域.而数字信号处理算法的硬件实现一般来讲有三种方式:用于通用目的的可编程DSP芯片;用于特定目的的固定功能DSP芯片组和ASIC;可以由用户编程的FPGA芯片.随着微电子技术的发展,采用现场可编程门阵列FPGA进行数字信号处理得到了飞速发展,FPGA正在越来越多地代替ASIC和PDSP用作前端数字信号处理的运算.该文主要探讨了基于FPGA数字信号处理的实现.首先详细阐述了数字信号处理的理论基础,重点讨论了离散傅立叶变换算法原理,由于快速傅立叶变换算法在实际中得到了广泛的应用,该文给出了基-2FFT算法原理、讨论了按时间抽取FFT算法的特点.该论文对硬件描述语言的描述方法和风格做了一定的探讨,介绍了硬件描述语言的开发环境MAXPLUSII.在此基础上,该论文详细阐述了数字集成系统的高层次设计方法,讨论了数字系统设计层次的划分和数字系统的自顶向下的设计方法,探讨了数字集成系统的系统级设计和寄存器传输级设计,描述了数字集成系统的高层次综合方法.最后该文描述了数字信号处理系统结构的实现方法,指出常见的高速、实时信号处理系统的四种结构;由于FFT算法在数字信号处理中占有重要的地位,所以该文提出了用FPGA实现FFT的一种设计思想,给出了总体实现框图;重点设计实现了FFT算法中的蝶形处理单元,采用了一种高效乘法器算法设计实现了蝶形处理单元中的旋转因子乘法器,从而提高了蝶形处理器的运算速度,降低了运算复杂度.
上传时间： 2013-07-19
上传用户：woshiayin
数字信号处理是信息科学中近几十年来发展最为迅速的学科之一.目前,数字信号处理广泛应用于通信、雷达、声纳、语音与图像处理等领域.而数字信号处理算法的硬件实现一般来讲有三种方式:用于通用目的的可编程DSP芯片;用于特定目的的固定功能DSP芯片组和ASIC;可以由用户编程的FPGA芯片.随着微电子技术的发展,采用现场可编程门阵列FPGA进行数字信号处理得到了飞速发展,FPGA正在越来越多地代替ASIC和PDSP用作前端数字信号处理的运算.该文主要探讨了基于FPGA数字信号处理的实现.首先详细阐述了数字信号处理的理论基础,重点讨论了离散傅立叶变换算法原理,由于快速傅立叶变换算法在实际中得到了广泛的应用,该文给出了基-2FFT算法原理、讨论了按时间抽取FFT算法的特点.该论文对硬件描述语言的描述方法和风格做了一定的探讨,介绍了硬件描述语言的开发环境MAXPLUSII.在此基础上,该论文详细阐述了数字集成系统的高层次设计方法,讨论了数字系统设计层次的划分和数字系统的自顶向下的设计方法,探讨了数字集成系统的系统级设计和寄存器传输级设计,描述了数字集成系统的高层次综合方法.最后该文描述了数字信号处理系统结构的实现方法,指出常见的高速、实时信号处理系统的四种结构;由于FFT算法在数字信号处理中占有重要的地位,所以该文提出了用FPGA实现FFT的一种设计思想,给出了总体实现框图;重点设计实现了FFT算法中的蝶形处理单元,采用了一种高效乘法器算法设计实现了蝶形处理单元中的旋转因子乘法器,从而提高了蝶形处理器的运算速度,降低了运算复杂度.
上传时间： 2013-05-23
上传用户：Divine
多抽样率信号处理是现代信号处理理论的一个重要分支，在最近十几年取得了巨大的发展，并在很多方面得到了成功的应用。本文分别从时域和频域的角度深入分析了抽样率变换的规律，并进一步研究了多抽样率系统的高效实现理论和方案。多抽样率系统需要通过滤波器来改善其性能。本文分析了一般滤波器设计的方法与理论，着重研究了积分梳状滤波器和半带滤波器这两种多抽样率滤波器，并根据多抽样率信号处理的特点以及几种高效滤波结构和滤波器，利用积分梳状滤波器和半带滤波器在FPGA上设计了2～256倍可编程抽取器。为了进一步分析多相结构在多抽样率信号处理中的应用，使用多相结构设计了具有固定倍数的内插器。在论文的最后，详细介绍了某型号雷达信号处理机的硬件设计及其FPGA设计。关键字：多抽样率信号处理 抽取 内插 多相滤波 积分梳状滤波器 半带滤波器
上传时间： 2013-06-12
上传用户：fxf126@126.com
本书比较全面地阐述了fpga在数字信号处理中的应用问题。 数字信号处理的FPGA实现 本书共分8章，主要内容包括典型fpga器件的介绍、vhdl硬件描述语言、fpga设计中常用软件简介、用fpga实现数字信号处理的数据规划、多种结构类型的fir数字滤波器的fpga实现、不同结构fft的fpga实现、数字正交下变频的fpga实现、cordic和dds的fpga实现等。本书紧密贴合工程实践，以一个fpga设计开发人员的切身体会去叙述每一个应用实例，以一个fpga教学工作者的实践经验去梳理和组织繁杂的知识点。 本书可作为高等院校通信、数字信号处理、电子工程等专业的本科生教材，也可供相关专业的研究生和从事雷达、电子侦察、通信等工作的技术人员参考。
上传时间： 2013-06-04
上传用户：y562413679
为满足雷达数据处理系统目标跟踪算法的测试需求，介绍了一种基于USB和FPGA技术的雷达目标信号模拟器设计方案。文中重点讨论了模拟器的结构和目标数据形成、传输、存储、信号波形产生等主要技术。该模拟器具有成本低、灵活性高的特点。实际应用表明该模拟器具有良好的性能，可以作为雷达数据处理系统的调试设备。
上传时间： 2013-10-13
上传用户：jrsoft
数字信号处理的原理，PPT格式 过去，信号处理一直采用模拟设备来 完成。近代，数字计算机的出现和大规模 集成技术的高速发展，为信号处理提供了 强有力的手段。在电子技术各个领域，例 如雷达、声纳、语言通信、数字通讯等， 正日益广泛的用数字方法替代模拟方法实 现信号处理。因此,从本世纪60年代以来， 逐步形成了一门新的学科——数字信号处 理。
标签： 数字信号处理
上传时间： 2013-12-11
上传用户：iswlkje
现代信号分析中,对于常见的具有各态历经的平稳随机信号,不可能用清楚的数学关系式来描述,但可以利用给定的N个样本数据估计一个平稳随机信号的功率谱密度叫做功率谱估计(PSD)。它是数字信号处理的重要研究内容之一。功率谱估计可以分为经典功率谱估计(非参数估计)和现代功率谱估计(参数估计)。功率谱估计在实际工程中有重要应用价值,如在语音信号识别、雷达杂波分析、波达方向估计、地震勘探信号处理、水声信号处理、系统辨识中非线性系统识别、物理光学中透镜干涉、流体力学的内波分析、太阳黑子活动周期研究等许多领域,发挥了重要作用
上传时间： 2016-03-03
上传用户：CHENKAI
