基于FPGA的探地雷达数据采集系统设计

基于探地雷达数据采集系统对数字化集成化的需求,提出了一种基于FPGA的数据采集系统的设计方案,用于采集探地雷达回波信号。FPGA直接通过控制精密延时芯片MC100EP196对采样脉冲进行延时调整,控制采样脉冲的延时步进,系统最大采样率理论值达到100 GS/s,并且时窗可以任意调整。给出了设计方案,对系统的工作原理和特点进行了详细的说明。通过与示波器对比以及分析采集测试效果图,得到稳定有效的数据,实际采样率达到20 GS/s,证明了系统的可行性。     

探地雷达中PCI总线高速数据采集卡的设计

高速数据采集是探地雷达系统的关键部分,利用PCI总线的高速传输特性,给出了一种设计方法.简要阐述了探地雷达中数据采集系统的硬件结构及其工作原理,重点分析了数据采集系统的核心--基于现场可编程门阵列(FPGA)器件控制逻辑的实现,并介绍了软件驱动的实现方法.实践表明,该采集系统能够达到探地雷达中高速数据传输和处理的实时性要求.     

频率步进探地雷达及其在地雷探测中的应用

频率步进方法是探地雷达技术的工作体制之一,与时域无载频脉冲体制的探地雷达技术相比,在探测性能上具有较多的优越性.本文在简述其工作原理的基础上,介绍了作者研制的一种频率步进探地雷达系统,该系统主要用于对地雷目标进行三维成像探测.在研制该雷达系统过程中,对已有的反对称Vivaldi天线提出了改进设计.实验测量结果表明,本文研制的反对称Vivaldi天线与传统的同类天线相比,性能更加优越.同时,为了得到更加清晰的地雷图像,本文还分别引入了f-k偏移成像方法和合成孔经雷达(SAR)处理技术对雷达探测信号进行处理,得到了满意的结果.探测实例表明,频率步进探地雷达系统能够实现对浅层地下地雷目标的高分辨率三维成像探测.     

一种新型探地雷达接收机系统设计

针对脉冲探地雷达用于深层探测时存在的局限性,设计了一种基于ADC作为采样头的超宽带深层探地雷达接收机系统.文中通过使用ADS软件对传统四管平衡门采样头电路进行仿真,指出了限制系统动态范围最主要的因素,提出了一种大动态探地雷达接收机的系统结构,并给出了时序控制电路的设计方法.研制的接收机系统集成度高、成本低、动态范围可达80 dB,已用于实验室研制的深层探地雷达系统中.     

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。     

伪随机序列编码脉冲信号在探地雷达中的应用研究

探测深度是探地雷达最为重要的指标之一,在一定分辨率情况下如何增加探测深度一直是国内外研究的热点问题。该文对伪随机序列编码脉冲信号在探地雷达中的应用进行了研究,分析了伪随机序列编码脉冲信号的特点以及探地雷达对发射信号的应用需求,介绍了一个采用m序列二相脉冲调制的探地雷达实验系统,给出了该系统的测试和实验结果并对实验结果进行了理论分析,实验结果与理论分析十分吻合。分析与实验结果表明:在同样条件下,伪随机序列编码脉冲探地雷达较传统的Impulse探地雷达可以实现更大的探测深度,可以满足考古、地质勘察等深层探测应用的需求。     

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.     

采用雪崩晶体管产生窄脉冲

本文详细介绍了雪崩晶体管的工作原理,介绍和分析了一些可用于单脉冲选取、高速摄影控制、探地雷达以及固态脉冲源的典型电路,并给出了这些脉冲电路的测试结果。     

超宽带探地雷达控制系统设计与实现

针对超宽带探地雷达在道路下方路基缺陷和管道布局检测中的重要性，设计了一种基于ZYNQ-7000全可编程SOC芯片的超宽带探地雷达控制系统，在SOC芯片FPGA部分设计了基于AXI4总线的控制电路，芯片ARM CPU部分移植了Linux操作系统并运行超宽带探地雷达软件控制程序，通过以太网将雷达数据发送至服务器端进行显示和存储，通过超宽带探地雷达对地面的测试，每一列共100个像素点，为一次等效采样所获取的数据，行像素每两个之间测量轮编码器输出4次脉冲信号，表示探地雷达移动2mm距离，表明超宽带探地雷达控制系统能够很好的控制超宽带探地雷达，并传输所获得的雷达数据。     

探测地下塑料圆盘和管道的探地雷达

本文研究地下塑料圆盘和管道的探测,指出了探地雷达和普通雷达的区别。叙述了为研制一种可靠的探测系统所进行的广泛深入的工作,该系统为工作于时域的无载波系统,辐射一个快速上升时间脉冲以照射地面。     

基于MAX197的高精度数据采集系统

模数（A/D）转换芯片广泛应用于数据采集和信号检测中,其精度一般在8～24位之间。主要以MAXIM公司的MAX197模数转换芯片和ATMEL公司的AT89S52单片机设计的12位精度数据采集系统为例,详细说明了单片机高精度数据采集系统的设计方法及单片机数字滤波的方法。     

高速密集多路光电信号的并行采集与控制

针对激光光幕坐标靶测试中控制器I/O口不足的问题,提出现场可编程门阵列(FPGA)和单片机相结合实现高速密集多路光电信号的并行采集与控制.采用FPGA作为光电开关信号数据的采集和存储装置,单片机控制FPGA的工作,并处理、显示数据.对7.62 mm弹丸的过靶坐标进行了测试实验,结果证明,基于FPGA和单片机的高速密集多...     

基于FPGA和TFT彩屏液晶的便携示波器设计

设计了以FPGA为核心采集模块,以单片机为显示控制核心,以TFT彩屏液晶为显示器件的便携数字存储示波器.通过异步FIFO实现了FPGA中高速数据流与单片机处理速度之间的速率匹配.以三总线结构以及控制信号的握手协议为基础,保证了FPGA与单片机通信的有效性和可靠性.该系统具有自动频率控制(AFC)和自动增益控制(AGC)...     

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MSP430单片机的温控系统设计

介绍了运用MSP430单片机设计开发了一种温控系统。重点阐述了以单片机为核心的硬件电路和以C语言为用户程序编程语言的用户程序,设计了传感器电路、信号调理电路、电源模块、液晶模块电路,开发了LCD模块操作、数据采集处理程序和温控调节模块程序。该系统体积小、成本低、工作可靠,工程移植性好,具有很高的工程应用和借鉴价值。     

基于NMOS线性图像传感器的光谱数据采集系统设计

基于NMOS线性图像传感器和单片机(MCU)技术设计了一个光谱信号采集系统.介绍了系统的硬件构成及工作原理,详细分析了S3924-512Q图像传感器的结构、工作原理和特点.用PIC16F877A单片机控制A/D转换实现光谱信号数据采集,并给出了程序流程图.通过该系统,实现了特定波段光谱的高精度采集.     

基于ATmega64L的128点实时FFT

利用ATmega64L单片机的大容量flash存储器和高速数据处理能力,研究了按时间抽取基2FFT算法在ATmega64L单片机中的实现方法,实现了以ATmega64L为核心的手持式振动信号采集器128点浮点格式采样数据的嵌入式实时快速傅里叶变换。验证了该方法对采样数据进行精确有效的快速傅里叶变换(FFT)分析的有效性和准确性,从而实现对设备运行状态及故障的初步诊断。     

水下激光回波信号采集系统的设计与实现

针对水下激光探测遇到的特殊问题,设计了一种水下脉冲激光回波信号采集系统。信号前端放大电路采用AD603可变增益放大器,用于抑制水体后向散射并放大激光回波信号;数据采集及缓冲电路采用ADC08200配合FPGA实现,简化了电路设计结构,并使系统具备可扩展性;数据传输及系统控制基于C8051F单片机实现。整个系统工作稳定,已用于实际系统中。     

基于单片机技术的数据采集系统的设计

介绍了基于单片机技术的数据采集系统的硬件设计和软件设计.该系统以AT89C51单片机为核心,TLC2543作为A/D转换器, 通过RS232通信接口,实现单片机与PC机间的采集数据的传输.该系统分为数据采集传输和数据显示两大模块,数据采集通过单片机控制TLC2543芯片实现A/D转换,并通过RS232实现单片机和PC机间采集数据的传输.数据显示模块,通过在Visual Basic开发环境下,运用VB提供的通信控件MSCOMM来实现上位机对采集数据的收集和显示.     

基于单片机波形采集存储和回放系统

这里设计是以C8051F020单片机最小系统为核心,将采集到的波形信号通过C8051F020集成的模数转换（A／D）、数模转换（D／A）完成相应的信号转换,并将波形信号存储于外接的MB85RS256存储器中,实现波形采集、存储和回放的功能。同时,系统外扩（LCD,LiquidCrystalDisplay）,在LCD上显示波形信号的周期和峰峰值。该系统能够同时采集两路信号波形,并按先后顺序存储在存储器中,读取存储器实现两路信号波形的回放功能。实验结果表明,该系统能够实现相应的功能,性能安全,可靠。