矢量陣數(shù)據(jù)采集及預處理系統(tǒng)硬件設計與調試.pdf

1、本論文基于某矢量陣聲納系統(tǒng),該矢量陣聲納系統(tǒng)采用被動原理,利用目標航行產生的噪聲實現(xiàn)對目標的探測。系統(tǒng)包括矢量水聽器陣列、信號調理機、數(shù)據(jù)采集及預處理系統(tǒng)、高速數(shù)據(jù)傳輸控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和PC機七部分。本文主要完成其中數(shù)據(jù)采集及預處理系統(tǒng)的設計及調試。
　　數(shù)據(jù)采集及預處理系統(tǒng)要實現(xiàn)兩個功能:一,對64路目標信號實現(xiàn)采集;二,對采集到的數(shù)據(jù)進行前端預處理。本系統(tǒng)采用由8片ADS1178采樣芯片構成的采樣電路實現(xiàn)對

2、64路目標信號的采集,采樣電路在FPGA的控制下工作,并在FPGA中對采樣得到的數(shù)據(jù)進行打包緩存。因為各個矢量水聽器的通道由于制造工藝差別等因素的影響對不同頻率處的信號靈敏度不同,同時各個通道之間在不同頻率處的正交偏差也不相同,所以要對采集到的數(shù)據(jù)在不同頻率上進行相應的靈敏度和正交偏差補償。進行補償首先要完成數(shù)據(jù)時域到頻域的變換,本系統(tǒng)通過在FPGA中對采集得到的數(shù)據(jù)實現(xiàn)FFT處理以完成數(shù)據(jù)從時域到頻域的變換。
　　本文首先闡述了

3、數(shù)據(jù)采集及預處理系統(tǒng)硬件電路設計思想,對采樣電路、FPGA及其配置功能電路、以太網電路、電源模塊電路以及CPCI接口電路的具體設計進行了介紹;然后闡述了FPGA中AD采樣模塊以及采樣數(shù)據(jù)預處理模塊的設計思路,并對AD采樣模塊,采樣數(shù)據(jù)預處理模塊包含的數(shù)據(jù)寫入控制模塊、乒乓緩存模塊、數(shù)據(jù)讀出控制模塊以及數(shù)據(jù)FFT處理模塊的具體實現(xiàn)方式進行了介紹;最后,通過相應的電路測試以及對數(shù)據(jù)仿真處理結果的分析,驗證了該系統(tǒng)能夠正確的實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集以及預