高速信号采集记录仪设计

针对高速信号实时采集存储的需求,设计了一种高速信号采集记录仪。记录仪通过高速A/D转换器对信号进行采样,并实时存入NAND FLASH存储阵列中。为提高数据存储速率,综合采用并行总线、交错双平面页编程、多级流水线等技术,大幅提升FLASH的写入速度。记录仪可实现8bit、200MSPS的采样速率,并可将速率为200MB/s的采样数据实时存储。     

5 Gsps高速采样系统的设计与实现

现代通信领域对数据采集系统中的采样速率、传输速度与存储速度以及存储容量等技术指标的要求越来越高。针对高采样速率的需求,采用高速采样芯片EV10AQ190,设计并实现了5 Gsps高速数据采集系统。该系统实现的技术难点主要是高速采样器与FPGA之间的高速数据的传输,针对这一难点,采取了延时调整、串并转换以及数据训练对齐等技术手段,使FPGA能够准确地接收采样数据,为后续的数据处理奠定了基础。对采集系统进行了测试,采样速率达到了5 Gsps。     

基于等效和实时采样的数字示波器设计

基于数字示波器的基本原理,以单片机和FPGA组成的最小系统为控制核心,实现了普通示波器对被测信号的采样、存储与回放,并且增加了等效采样和采样保持功能,极大地提高了系统的测量范围。该系统具有实时采样和等效采样两种方式,以不大于1Ms／s的A／D转换实现200MS／s的等效采样率对输入1Hz-10MHz,yp-p为2mV-8V的信号进行采样处理,并能进行单次触发,自动和存储／输出波形。     

基于等效和实时采样的数字示波器设计

基于数字示波器的基本原理,以单片机和FPGA组成的最小系统为控制核心,实现了普通示波器对被测信号的采样、存储与回放,并且增加了等效采样和采样保持功能,极大地提高了系统的测量范围.该系统具有实时采样和等效采样两种方式,以不大于1 Ms/s的A/D转换实现200 MS/s的等效采样率对输入1 Hz～10 MHz,Vp-P为2 mV～8 V的信号进行采样处理,并能进行单次触发,自动和存储,榆出波形.     

基于FPGA的信号采样和量化设计

针对信号采样和采样值的量化在FPGA设计中的重要性,不仅从理论上分析了信号采样频率和采样值量化电平数对通信系统的影响,而且以升余弦信号为例,通过MATLAB仿真技术,分别对不同采样速率、不同量化电平数的升余弦信号频谱波形进行了仿真,形象直观地验证了理论分析结果,并结合FPGA资源开销情况,给出了工程上合理的设计参数。     

宽带雷达中频直接采样与高速存储系统设计与实现

该文针对大瞬时带宽的宽带雷达回波信号中频直接采样需要解决的采样速率和高速海量数据实时连续存储等问题,首先根据带通信号无混叠采样条件确定了系统的采样速率,并依此提出了数字正交解调、缓存与高速实时无丢失存储等方案并进行了设计与实现。研制的中频信号高速采集实时存储系统基于机架服务器平台,采用QDRII SRAM 作为缓存,以PCIe 接口为数据传输通道。系统在某相控阵雷达实验平台中得到应用,通过外场实测,性能良好,为宽带雷达回波中频直接采集提供一种可行的实现方法。      

稀疏多带信号的压缩采样技术的研究

实现宽带压缩采样的结构有多种类型,在分析调制宽带转换器的采样结构的原理的基础上,针对稀疏多带信号的压缩采样,搭建了四通道的宽带压缩采样系统的原型系统平台,其中,混频调制信号是现场可编程门阵列硬件电路产生的序列。采用稀疏多频带信号作为系统的输入测试信号,并且利用另一已知的稀疏多带信号作为系统的同步信号,对宽带压缩采样原型系统进行系统仿真。该系统中的混频调制信号容易生成、实现结构简单、参数设置灵活。软件仿真及硬件测试,验证了该宽带压缩采样系统的硬件平台的正确性和可行性。     

瞬变光辐射采集系统设计

介绍一种针对瞬变光辐射信号探测的数据采集系统。该方案以FPGA为控制处理核心,实现了高性能的数据采集。针对特定目标信号,采用变频采样技术,在电路上以变频存储的方式实现,降低了设计难度。采用Altera公司的EPF10K20为设计载体,使用VHDL语言对该采集系统的控制逻辑和时序进行了硬件语言描述。该设计方案占用的FPGA资源少,具有实时性好、可靠性高、集成度高和易于移植等特点。     

一种微型存储测试系统的设计

在进行某武器系统检测时,由于受测试空间和测试环境的限制,难以利用传统测试仪器检测。为解决这一问题,设计了一种基于MSP430单片机的微型存储测试系统,有效利用单片机内置的多种资源解决系统微型化的关键问题;采用大容量存储器实现系统的大数据量本地存储;通过对系统采样存储策略的优化设计,确保了数据的完整性与准确性;开发了基于Lab-Windows/CVI的上位机处理软件。实验结果表明,该系统稳定可靠,能够准确有效地进行信号采集与存储,并获取相应参数。     

IR-UWB数字相干接收机的硬件电路设计

在超宽带信号的接收中,相干接收比非相干接收拥有更高的分辨率,能充分发挥超宽带信号定位精度高等优点.相干接收机对UWB信号进行高速采样后再处理,采样的速度和精度是限制UWB相干接收机测距精度的主要因素.本文设计并实现了IR-UWB的数字相干接收机,接收机采用高速采样芯片ADC08D1000对脉冲超宽带（IR-UWB）信号进行双通道交织采样,然后使用FPGA对采样数据进行降速处理.测试结果证明,本文设计的接收机能准确捕获到脉宽为1 ns的UWB信号.     

基于LZW算法和FPGA的验光仪数据实时无损压缩系统

提出了一种基于FPGA的验光仪的数据实时无损压缩系统,采用LZW算法。首先通过对比分析常用数据无损压缩算法的特点得出LZW算法在实时性、实现复杂度、所需的存储容量、算法的压缩效果和适用的场合方面都有不错的特点,因此以它作为硬件实现的算法。此数据实时无损压缩系统由数据实时无损压缩硬件电路、测试软件、解压软件与读数软件组成,其中数据实时无损压缩硬件电路由数据采集、数据压缩、控制单元、数据存储、电源管理等几部分组成,核心器件是FPGA,利用FPGA芯片内部的RAM资源构成输入数据的缓存器以及LZW算法所需的2个字典存储器,并结合有利于硬件实现的字典管理策略完成了实时无损压缩,同时FPGA还负责对模数转换器、闪存的控制等功能。结果表明该方案所占逻辑资源较少、可移植性强、功能扩展容易,数据的存储和传输效率提高了20%,成本降低了13%。     

基于FPGA的数字相机自动曝光技术研究

针对传统的自动曝光算法不能满足特殊光照条件的场合,在研究数字相机的工作原理及特点的基础上,实现一种以现场可编程逻辑器件(FPGA)为控制核心的数字相机自动曝光系统,提出了基于图像熵的一种新的自动曝光算法.工作在外触发下的数字相机通过CameraLink接口作为图像数据的输入,利用FPGA的高速并行性完成了数字图像数据的采集、数据流的缓存控制,并且综合分析了基于图像熵的图像分区自动曝光算法的原理和过程,给出了该算法具体的实现方法,最后将得出的曝光参数输出给相机以达到合适的曝光.经实验验证:该算法的曝光效果不但适用于普通光照,而且在特殊光照条件下同样能很好的曝光,不受光照条件的影响,提高了相机系统输出图像的动态范围.     

基于InGaAs探测器的FBG传感系统数据采集研究

研究并实现了一种基于InGaAs线阵探测器的光纤Bragg光栅（FBG）传感系统。针对所采用的InGaAs线阵探测器,分析了其基本特征和工作时序,设计了相应的驱动电路和数据采集、传输系统,并基于FPGA时序控制实现了上述系统。针对系统采集得到的原始数据,通过双通道数据分离算法得到完整的光谱数据,并通过多项式拟合对数据进...     

激光雷达多通道高速数据采集系统设计

设计了一款“FPGA+DSP”架构的高速数据采集系统,可对激光雷达的多路回波信号进行同步并行采集,数据反演及远程传输。FPGA在同一触发信号激励下,可对输入的四通道回波信号进行高速采集、累加、存储;DSP读入四个通道的累加结果,求平均后进行反演,并以TCP/IP协议实现数据的远程传输。设计完成的数据采集系统在一台“米”散射激光雷达系统中进行了测试,结果表明：该系统可对脉冲重复频率为1khz的多路回波信号以20 mHZ的频率进行采样,并可对5000次的回波信号进行对应点累计平均,完全满足激光雷达数据采集的特定要求。本系统具有性价比高、便携、可实现数据的远程共享,在多光谱激光雷达及高光谱分辨率激光雷达的数据采集中具有推广价值。     

DES算法IP核设计

通过分析数据加密标准(DES)的算法结构，给出了一种电路实现模型。基于A1tera公司的FPOA系列器件，给出算法IP核的设计，最后对该IP核进行了分析，给出它的性能参数。     

基于FPGA的数据传输系统

该数据传输系统主要实现以下功能:将输入的DVI视频数据通过解码芯片TFP401A解码后,传输到FPGA寄存器中,并利用其进行简单的压缩裁剪处理,通过一个SRAM的乒乓操作后,转化为LVDS格式,再进行发送。该系统采用Xilinx的FPGA芯片,整个系统由读取模块,处理与缓存模块以及输出模块组成。通过软件的调试仿真,实现了系统的功能,且达到了预期目标。     

基于CAM的LZW硬件实现方法

基于工程实践的要求,需要将数据压缩后进行远程传输。本文介绍了一种LZW算法,同时对理论算法进行改进,运用了数据结构中的链表结构,使其适合在硬件资源上得以实现。为了提高码表搜索的速度,最终设计出一种以FPGA为硬件资源基于地址查询的查找表,使其压缩算法应用于工程实践。     

基于FPGA的高速数据采集系统设计

针对实际中日益明显的单片机的较慢处理速度与越来越高速的数模转换器速率不能匹配的问题,本文分析了FPGA作为控制单元的特点,在此基础上设计了一个由FPGA控制的数据采集系统。提出了系统整体设计方案,自行设计了FPGA与A/D和MCU的硬件接口电路,并对如何应用FPGA实现数据采集系统的数据采集和数据缓存的逻辑控制,给出了详细的说明。对直流信号、交流信号进行了实际采集,实验数据证明,采用这种方法可以较好满足数据采集系统的实时性、同步性的要求,也增加了系统应用的灵活性。     

基于FPGA的简易逻辑分析仪

在嵌入式开发调试中,逻辑分析仪可以很好地辅助开发人员进行断点、触发和跟踪等调试。本设计应用FPGA（现场可编程门阵列）芯片和Verilog硬件描述语言设计8位简易逻辑分析仪,在模拟示波器上显示可移动的时间标志线,并采用LED（发光二极管）显示时间标志线所对应时刻的8路输入信号逻辑状态。系统以FPGA为控制核心,实现了FPGA与单片机的双工串行通信、触发控制、数据采集存储和示波器显示等功能。系统工作稳定可靠,测量结果准确无误。     

基于FPGA的激光雷达回波信号数据采集卡设计

回波信号数据采集设备是激光雷达系统的关键部分。为了提高信噪比,回波信号数据采集设备应当具有滤波和高速数据累加功能,为了满足不同重复频率激光雷达的探测需求,累加过程的采集深度和累加次数等参数应当是可配置的。使用FPGA作为主控设备,实现了一个采样率为20 MHz,具有滤波和硬件累加功能,且参数可配置的通用回波信号数据采集卡 (DAQ card)。测试结果表明,在不同重复频率的触发信号下,采集卡实现了基本的参数配置功能和累加功能,其信噪比为71.9 dB。与国外某回波信号数据采集设备相比,采集卡在高重复频率激光雷达中具有更远的探测距离和更高的信噪比。