基于SRAM和FPGA的DSO深存储功能设计

存储深度决定了数字存储示波器能够连续采集信号的最大时长,也决定了示波器在各个时基档位的实时采样率,提高存储深度有助于提高示波器的连续捕获时间和实时采样率。文章采用SRAM进行数据存储,利用FPC．A接收采样率为1Gsps的ADC的采样数据及控制SRAM的读写等,实现了采样率为1Gsps、存储深度为IM的深存储功能设计。     

信号的双相采样处理技术及其应用

依据奈奎斯特采样定理分析信号的双相采样处理技术原理，双相采样处理技术的优点是对一定的信号带宽可使采样率降低一半，或者当采样率一定时，利用信号的双相采样处理技术可使信号的处理带宽增加一倍。因此双相采样处理技术在通信、雷达、电子战、微波数字化接收技术和高频数字存储示波器等领域将得到广泛应用。     

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。     

一种2Gsps数字示波器数据采集系统的设计

数据采集系统是数字存储示波器的核心部分。在研究剖析数字存储示波器工作原理的基础上,围绕其数字系统的设计与实现,采用ADC＋高频时钟电路＋FPGA＋DSP的结构模式,实现最高实时采样率2Gsps、分辨力8bit、存储深度8MB／CH的示波器数据采集系统,为国内高速数据采集系统设计提供了一种解决方案。     

脉冲探地雷达回波信号数据采集的设计

深入分析探地雷达工作原理以及雷达回波信号的特点,采用基于等效时间取样技术实现探地雷达回波信号的数据采集:采用高精度的数字可编程延时器产生稳定的步进时钟,作为时序步进采样的同步信号,同时采用"PC机+单片机+CPLD"以实现对数据采集、存储和传输的时钟控制.较之以前采用模拟电路技术产生步进采样脉冲,有电路简单、精度高、稳定性好和实时性强等优点.将标准的正弦波通过该采集电路,经处理得到恢复的波形,通过波形对比的方式来验证该设计的性能,从而定性的可以看出该设计能良好的恢复原来的信号,满足设计要求.     

基于等效时间采样的探地雷达回波信号采样方法研究

探地雷达是一个工作频率上限约为1GHz的时域系统。如果采用传统的实时采样技术，采样信号的频率将会很高，从频谱角度分析，对采样系统的频带要求更高。实际上，作为雷达数字显示系统前端的A/D转换器，其采样速率很难满足采样定律对实时采样的要求。为此，本文提出了一种对探地雷达回波信号这种特殊的高频信号进行采集的方法，即等效时间采佯方法，并设计实现了等效时间采样的具体电路，包括产生步进采样脉冲的高精度步进系统、采样门电路等。     

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。      

脉冲探地雷达回波信号数据采集的设计

深入分析探地雷达工作原理以及雷达回波信号的特点,采用基于等效时间取样技术实现探地雷达回波信号的数据采集：采用高精度的数字可编程延时器产生稳定的步进时钟,作为时序步进采样的同步信号,同时采用“PC机＋单片机＋CPLD”以实现对数据采集、存储和传输的时钟控制。较之以前采用模拟电路技术产生步进采样脉冲,有电路简单、精度高、稳定性好和实时性强等优点。将标准的正弦波通过该采集电路,经处理得到恢复的波形,通过波形对比的方式来验证该设计的性能,从而定性的可以看出该设计能良好的恢复原来的信号,满足设计要求。     

一种用于取样示波器的高速数字信号传输速率的测量方法

取样示波器利用顺序等效采样技术可以实现对宽带、高速信号进行采样和波形恢复,从而对信号质量进行分析。因此取样示波器在5G高速通信、雷达等信号测量领域得到广泛应用。但是取样示波器采用的顺序等效采样方法是对被测信号进行多周期间隔、不连续采样,采样间隔周期不确定,导致不能直接从恢复的波形中分析出被测信号的传输速率。为确定传输速率,提出一种基于快速傅里叶变换算法的速率计算方法。通过实验验证,此方法能够准确计算出高速数字信号的传输速率,相对误差均在1%以内,并且在采样点数及眼图叠加次数较少的情况下仍然适用。     

一种基于FPGA的超宽带雷达数字接收机

脉冲超宽带雷达回波信号由于带宽大而难以直接采样,文中设计并实现了一种基于FPGA的数字式脉冲超宽带雷达接收机。该接收机利用FPGA内嵌锁相环产生特定频率的时钟,驱动四路10 bit ADC器件,根据回波信号在一段时间内呈准静态及周期性的特点,实现了四通道时域伪随机等效采样。仿真及测试结果表明,该数字式脉冲超宽带雷达接收机等效采样速率可达10 GS/s,可有效接收雷达回波信号,满足脉冲超宽带雷达的应用需求。     

一种超宽带光电混合结构A/D转换器

现代宽带数字接收机对高性能模数转换器(ADC)的需求逐渐增大,而电子学ADC因载流子迁移速率限制无法实现超宽带直接数字采样。基于光子技术超宽带、超高速的特性,文章提出了一种光电混合结构的ADC技术。通过采用基于超短光脉冲的光学采样代替基于电子学半导体技术的采样/保持(S/H)电路来大幅提高采样带宽。采用时分复用及多通道电学ADC量化技术实现信号数字编码。最后通过数字域均衡与线性化处理提高系统性能,实现了对频率大于24 GHz的微波信号的直接采样,采样信噪比大于40 dB,为超宽带微波信号高精度直接数字化提供了有效途径。     

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.     

UWB雷达LFM脉压信号数字产生系统性能分析

超宽带雷达线性调频（LFM）脉冲压缩信号产生系统是现代雷达技术的重要研究内容之一。该文基于波形存储直读法，提出了一种超宽带线性调频信号数字产生系统方案。对系统中幅度量化位数、采样频率、正交调制器误差和传输系统频域失真等因素对输出信号性能的影响进行了深入的理论分析，计算机仿真验证了这些分析结果。所得结论为超宽带LFM信号产生系统工程实现时参数选择、性能评估和性能优化提供重要的理论依据。     

一种超宽带线性调频信号源的设计

超宽带雷达因其距离分辨率高、抗干扰能力强、目标检测和识别能力高等优点,受到世界各国的重视。通常采用倍频器来产生超宽带信号,然而,倍频环节中存在一些影响信号质量的非理想特性。针对该问题,提出利用频谱拼接技术来产生超宽带雷达信号。采样频率越大则输出信号幅度包络失真越小。频谱拼接时间误差小于100 ns时,其主瓣比理想情况增大5%。通过频谱拼接技术能够有效解决幅度失真、高采样频率需要和拼接时间误差等问题。设计了两个直接数字频率合成器同步电路,确保两路正交基带信号同步。频谱拼接技术还能灵活控制信号带宽大小,产生较理想的超宽带线性调频信号。     

基于欠奈奎斯特采样的超宽带信号总体最小二乘重建算法

该文针对超宽带无线通信中需要设计高速模数转换器的问题,提出了一种欠奈奎斯特采样方法,该方法所要求的采样率仅与信号新息率相关,低于奈奎斯特率1个数量级。基于欠采样得到的离散时间超宽带信号,从理论上推导出信号的傅里叶频谱表达式,由此给出了一种总体最小二乘参数估计算法,能够准确地估计出冲激串信号的幅度和时移;通过将估计出的冲激串信号与高斯单脉冲波形卷积,完成超宽带信号的波形重建。仿真和实验结果表明,该文算法能够准确地重建原始超宽带信号,且算法性能优于现有的零化滤波重建算法。     

一种新的数字阵列雷达接收机技术

高速ADC和先进DSP器件的进展使数字波束形成智能天线的实现成为现实。在传统的M单元天线阵系统中,每一单元都有各自的接收通道和ADC,设备量大。文中提出了一种适合于多通道数字阵列雷达接收系统的新型数字接收机结构,其主要思想是基于多个不同信号的带通采样原理实现数字阵列雷达接收机,新接收机结构使IF接收通道和基带采样ADC显著减少,功耗大大降低。阐述了数字阵列接收的数据模型和工作原理,分析了多信号带通采样信号频率和采样率的关系,给出了采样率选取的约束条件。新接收机在降低设备量的同时,还减小了接收系统通道间幅一相不一致性失真。     

一种试验场无线电辐射源模拟器测量与监视系统

基于超宽带采集存储技术构建了测量与监视系统，实现了对无线电监测系统试验场中的模拟无线电监测目标信号群的测量与监视。重点研究了基于并行交替采样的超宽带信号高速采集技术、基于固态磁盘(Solid-State Disk,SSD)阵列流水拼接的海量数据实时存储技术和基于统一计算设备架构(Compute Unified Device Architecture,CUDA)的超宽带信号频谱分析技术等关键技术。测量与监视系统工作频率范围为1.5 MHz～22 GHz，单通道采集速率可达5 GB/s，三通道实时带宽达到6 GHz，最大存储容量达到48 TB，满足对无线电监测系统试验场中通信、导航、雷达等多路模拟无线电监测目标信号进行测量与监视的使用需求。     

An efficient FPGA-based implementation of UWB radar system for through-wall imaging

The work presented in this paper aims to develop a low-cost ultra-wideband (UWB) radar system that has the capability to image through the wall of a human target. The proposed radar system relies heavily on a field-programmable gate array (FPGA) platform. The Xilinx FPGA Kintex-7 (KC705) board is employed to integrate the main functionalities of the radar system, such as the generation and acquisition of a UWB signal. The generated signal is a monocycle signal, which has an ultra-wide bandwidth. Due to the UWB nature of this signal, the radar system achieves better penetration ability, as well as high imaging resolution. However, the major challenge of a UWB radar system lies in the stage of digitization, as it requires a high sampling rate analog-to-digital converter (ADC). In fact, such a chip is very expensive. Hence, to reach a high sampling resolution using a low-cost and low-speed ADC, an efficient sampling strategy is implemented. In contrast to other UWB sampling methods, which require a hardware delay line chip, the new sampling scheme depends only on the FPGA firmware to realize a combination of real-time and equivalent-time sampling, which provides better jitter performance. Finally, to demonstrate the imaging capability, experimental tests are conducted in an indoor environment while human targets are located in different places. The measurement results revealed that the proposed radar system has the ability to provide 2D images that accurately determine the location of the target.     

间歇采样转发干扰参数分析

间歇采样转发干扰的参数设置对干扰效果有较大影响,干扰参数决定了间歇采样转发干扰信号进入雷达接收机后的脉压结果。通过数学理论推导给出了间歇采样周期和干扰信号占空比两类干扰参数与干扰效果的明确数学对应关系,并通过数字仿真验证了数学推导和理论分析的正确性。