建立在数据率转换技术之上的宽带数字侦察接收机要求能够实现高截获概率、高灵敏度、近乎实时的信号处理能力。双信号数据率转换技术是宽带数字侦察接收机关键技术之一，是解决宽带数字接收机中前端高速ADC采样的高速数据流与后端DSP处理速度之间瓶颈问题的可行方案。测频技术以及带通滤波，即宽带数字下变频技术，是实现数据率转换系统的关键技术。本文首先介绍了宽带数字侦察接收关键技术之一的数据率转换技术，着重研究了快速、高精度双信号测频算法以及实验系统硬件实现。论文主要工作如下： (1)分析了现代电子侦察环境下的信号特征，指出宽带数字接收机必须满足宽监视带宽、流水作业以及近实时的响应时间。给出了一种频率引导式的数字接收机方案，简要介绍这种接收机的关键技术——快速、高精度频率估计以及高效的数据率转换。 (2)介绍了FFT技术在测频算法中的应用，比较了FFT专用芯片及其优点和缺点，指出为了满足实时处理要求，必须选用FPGA设计FFT模块。 (3)在分析常规的插值算法基础上，提出了一种单信号的快速插值频率估计方法，只需三个FFT变换系数的实部构造频率修正项，计算量低。该方法具有精度高、测频速率快的特点。 (4)基于DFT理论和自相关理论，提出了结合FFT和自相关的双信号频率估计算法。该方法先用DFT估计其中一个信号的频率和幅度，以此频率对信号解调并对消该频率成分，最后利用自相关理论估计出另一个信号的频率。 (5)基于DFT理论和FFT技术，研究了信号平方与FFT结合的双信号频率估计算法。根据信号中两频率分量的幅度比，只需一次一维平方信号谱峰搜索，就可以得到双信号的和频与差频分量的估计值，并利用插值技术提高测频精度。该算法能够精确地估计频率间隔小的双信号频率，且容易地扩展到复信号，FPGA硬件实现容易。 (6)基于现代谱分析理论，研究了基于AR(2)模型的双信号频率估计算法。方法在利用AR(2)模型系数估计双正弦信号频率之和的同时，利用FFT快速测频算法估计其中强信号分量的频率值。算法仿真验证和性能分析表明了提出的算法能快速高精度地估计双信号频率。 (7)给出了基于频谱重心算法的雷达双信号频率估计的FPGA硬件实现架构，并进行了时序仿真。 (8)讨论了双信号带宽匹配接收系统的硬件设计方案，给出了快速测频及带宽估计模块设计。
上传时间： 2013-06-02
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在雷达信号侦察中运用宽带数字接收技术是电子侦察的一个重要发展方向。数字信号处理由于其精度高、灵活性强、以及易于集成等特点而应用广泛。电子系统数字化的最大障碍是宽带高速A/D变换器的高速数据流与通用DSP处理能力的不匹配。而FPGA的广泛应用，为解决上述矛盾提供了一种有效的方法。 本文利用FPGA技术，设计了具备高速信号处理能力的宽带数字接收机平台，并提出了数字接收机实现的可行性方法，以及对这些方法的验证。具体来说就是如何利用单片的FPGA实现对雷达信号并行地实时检测和参数估计。所做工作主要分为两大部分： 1、适合于FPGA硬件实现的算法的确定及仿真：对A/D采样信号采用自相关累加算法进行信号检测，利用信号的相关性和噪声的独立性提高信噪比，通过给出检测门限来估计信号的起止点。对于常规信号的频率估计，采用Rife算法。通过Matlab仿真，表明上述算法在运算量和精度方面均有良好性能，适合用作FPGA硬件实现。 2、算法的FPGA硬件实现：针对原算法中极大消耗运算量的相关运算，考虑到FPGA并行处理的特点，将原算法修改为并行相关算法，并加入流水线，这样处理极大地提高了系统的数据吞吐率。采用Xilinx公司的Virtex-4系列中的XC4VSX55芯片作为开发平台完成设计，系统测试结果表明，本设计能正常工作，满足系统设计要求。 文章的最后，结合系统设计给出几种VHDL优化方法，主要围绕系统的速度、结构和面积等问题展开讨论。
上传时间： 2013-06-25
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本文以直接频率合成和伪随机码的设计与实现为中心，对扩频通信的基本理论、信号源的总体结构、载波调制、滤波器设计等问题进行了深入的分析和研究，并给出了模块的硬件实现方案。 首先介绍了FPGA技术的发展和应用，包括VHDL语言的基本语法结构和FPGA器件的开发设计流程等等。详细地分析了各类频率合成器的基础上提出采用直接数字式频率合成器(DDS)实现低相位噪声、高分辨率、高精度和高稳定度的信号源。研究了测距伪随机码的原理，确定选用移位序列作为系统的扩频码序列，并选取了符合本系统使用的移位序列扩频码。分别给出并分析了相应的FPGA硬件实现电路。 对于载波调制这一关键技术，提出了采用二进制相移键控相位选择法并相应作了硬件实现。分析与研究了射频宽带滤波器应具有的传输特性，通过分析巴特沃思滤波器、切比雪夫滤波器、椭圆滤波器和贝塞尔滤波器这几种滤波器的频谱特性，设计了发生器射频宽带滤波器。最后给出具体设计实现了的信号发生器的输出波形。
上传时间： 2013-04-24
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随着信号处理技术的进步和电子技术的发展，雷达信号侦察接收机逐渐从模拟体制向数字体制转变。软件无线电概念的提出，促使雷达侦察接收机朝大带宽、全截获方向发展，现有的串行信号处理体制已经很难满足系统要求。FPGA器件的出现，为实现宽带雷达信号侦察数字接收机提供了硬件支持。 本文结合FPGA芯片特点，在前人研究基础上，从算法和硬件实现两方面，对雷达信号侦察数字接收机若干关键技术进行了研究和创新，主要研究内容包括以下几个方面。 1)给出了基于QuartusII/Matlab和ISE/ModelSim/Matlab的两种FPGA设计联合仿真技术。这种联合仿真技术，大大提高了基于FPGA的雷达信号侦察数字接收机的设计效率。 2)给出了一种基于FFT/IFFT的宽带数字正交变换算法，并将该算法在FPGA中进行了硬件实现，设计可对600MHz带宽内的输入信号进行实时正交变换。 3)提出了一种全并行结构FFT的FPGA实现方案，并将其在FPGA芯片中进行了硬件实现，设计能够在一个时钟周期内完成32点并行FFT运算，满足了数字信道化接收机对数据处理速度的要求。 4)提出了一种自相关信号检测FPGA实现方案，通过改变FIFO长度改变自相关运算点数，实现了弱信号检测。提出通过二次门限处理来消除检测脉冲中的毛刺和凹陷，降低了虚警概率，提高了检测结果的可靠性。 5)在单通道自相关信号检测算法基础上，提出采用三路并行检测，每路采用不同的相关点数和检测门限，再综合考虑三路检测结果，得到最终检测结果。给出了算法FPGA实现过程，并对设计进行了联合时序仿真，提高了检测性能。 6)给出了一种利用FFT变换后的两根最大谱线进行插值的快速高精度频率估计方法，并将该算法在FPGA硬件中进行了实现。通过利用FFT运算后的实/虚部最大值进行插值，降低了硬件资源消耗、缩短了运算延迟。 7)结合4)、5)、6)中的研究成果，完成了对雷达脉冲信号到达时间、终止时间、脉冲宽度和脉冲频率的估计，最终在一块FPGA芯片内实现了一个精简的雷达信号侦察数字接收机，并在微波暗室中进行了测试。
上传时间： 2013-06-13
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直接数字频率合成(DDS)技术采用全数字的合成方法，所产生的信号具有频率分辨率高、频率切换速度快、频率切换时相位连续、输出相位噪声低和可以产生任意波形等诸多优点。 在理论上对DDS的原理及其输出信号的性能进行了分析，采用FPGA实现了任意波形发生器，能够产生三角波、锯齿波、调频波、调相波、调幅波和碎发等十几种波形，并能通过串行口下载任意波形。在设计频率调制电路时采用了频率字运算单元和相位累加器相结合的结构，该方法既可实现宽带线性调频，又可实现非线性调频。完成了软件和硬件的设计和调试。对实验样机进行了测试，结果表明性能指标达到了设计要求。
上传时间： 2013-05-26
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摘要ADF4350是ADI公司生产的集成了电压控制振荡器(VCO)的宽带频率合成器。介绍了该宽带频率合成器的基本原理和工作特性，给出了一种用C8051F320单片机控制ADF4350的硬件电路结构和软件程序设计方法， 得到了应用在测量船的s和C频段信号源。该信号源通过上位机软件的简单设置， 可以方便地实现现场控制，满足测量船的使用要求。经测试表明，该信号源覆盖了测量船s和c频段系统的全部频点，锁相效果良好，控制简便，性能可靠。
上传时间： 2013-10-12
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利用单片机MSP430F449设计宽带直流放大器。采用单片机MSP430F449作为宽带直流放大器的控制芯片，利用三级放大器级联的形式实现对输入小信号的放大。其中MSP430F449 单片机来控制双路数模转换器TLV5638实现AD603的程控增益调节和整体后级放大模块引入的直流的软件补偿，并利用OPA847作为固定增益放大器。通过实验数据证明整个系统输出稳定，性能良好。该系统具有可行性和实用性。
上传时间： 2013-11-07
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德州仪器 (TI) 处理器几乎能满足您所能想到的各种应用需求。我们阵营强大的处理器系列拥有各种价位、性能及功耗的产品可供选择，能满足几乎任何数字电子设计的要求。利用 TI 广博的系统专业知识、针对外设设计的全方位支持以及随时可方便获得的全套软件与配套模拟组件，您能够实现无穷无尽的设计方案。德州仪器 2008 年第二季度 数字信号处理选择指南TI 数字信号处理技术介绍1Ô数字媒体处理器OMAP应用处理器C6000数字信号处理器C5000数字信号处理器C2000数字信号处理器MSP430微控制器音频汽车通信工业医疗安全监控视频无线主要特性完整的定制型视频解决方案低功耗与高性能高性能低功耗与高性能结合高性能与高集成度可实现更环保的工业应用超低功耗达芬奇数字媒体处理器：针对数字视频而精心优化达芬奇 (DaVinci) 技术包括可扩展的可编程信号处理片上系统 (SoC)、加速器与外设，专为满足各种视频终端设备在性价比与特性方面的要求进行了优化。最新的 OMAP™ 应用处理器：最佳的通用多媒体与图形功能TI 高度可扩展的 OMAP 平台能够以任何单芯片组合实现业界通用多媒体与图形处理功能的最佳组合。最新推出的四款 OMAP35x 器件的目标应用非常广泛，其中包括便携式导航设备、因特网设备、便携式媒体播放器以及个人医疗设备等。最高性能：TMS320C6000™ DSP平台C6000™ DSP 平台可提供业界最高性能的定点与浮点 DSP，理想适用于视频、影像、宽带基础局端以及高性能音频等应用领域。低功耗与高性能相结合：TMS320C5000™ DSP 平台C5000™ DSP 平台不仅可提供业界最低的待机功耗，同时还支持高级自动化电源管理，能够充分满足诸如数字音乐播放器、VoIP、免提终端附件、GPS 接收机以及便携式医疗设备等个人及便携式产品的需求。结合类似 MCU 的控制功能与DSP 的高性能：TMS320C2000™数字信号控制器C2000™ 数字信号控制器 (DSC) 平台融合了控制外设的集成功能与微控制器 (MCU) 的易用性，以及 TI 先进DSP 技术的处理能力和 C 语言编程效率。C2000 DSC 理想适用于嵌入式工业应用，如数字马达控制、数字电源以及智能传感器等。MSP430 超低功耗微控制器平台TI MSP430 系列超低功耗 16 位 RISC 混合信号处理器可为电池供电的测量应用提供具有终极性能的解决方案。TI充分发挥自身在混合信号与数字技术领域卓越的领先优势， 推出的MSP430 使系统设计人员不仅能够同时实现与模拟信号、传感器与数字组件的接口相连，而且还能实现无与伦比的低功耗。轻松易用的软件与开发工具对于加速 DSP 产品开发而言，TMS320™ DSP 获得了 eXpressDSP™ 软件与开发工具的支持，其中包括Code Composer Studio™ IDE、DSP/BIOS™内核、TMS320 DSP 算法标准以及众多可重复使用的模块化软件等，均来自业界最大规模开发商网络。配套模拟产品TI 可提供各种配套的数据转换器、电源管理、放大器、接口与逻辑产品，能够充分满足您设计的整体需求。
上传时间： 2013-10-14
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基于FPGA芯片Stratix II EP2S60F672C4设计了一个适用于宽带数字接收机的带宽可变的数字下变频器（VB-DDC）。该VB-DDC结合传统数字下变频结构与多相滤波结构的优点，实现了对输入中频信号的高效高速处理，同时可以在较大范围内对信号处理带宽灵活配置。硬件调试结果验证了本设计的有效性。
上传时间： 2013-11-03
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本文介绍了一种由低次级联形式构成的W波段宽带六倍频器。输入信号先经过MMIC得到二倍频，再由反向并联二极管对平衡结构实现宽带三倍频，从而将Ku波段信号六倍频到W波段。该倍频器的输入端口为玻璃绝缘子同轴转换接头，输出为 WR-10 标准矩形波导结构。仿真结果表明当输入信号功率为20dBm时，三倍频器在整个W波段的输出三次谐波功率为4.5dBm左右，变频损耗小于17dB。该设计可以降低毫米波设备的主振频率，扩展已有微波信号源的工作频段。
上传时间： 2013-11-16
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