收藏本站
《天津大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于FPGA的数字锁相检测系统

吴晓爽  
【摘要】:随着当今科学技术的不断发展,现代信号处理技术的应用对微弱信号检测提出了更高的要求。如何将噪声淹没的微弱信号检测出来,并获得正确的数据,是一个十分重要的课题。 微弱信号检测技术的方法很多,对于正弦信号而言,锁相检测是众多方法中非常有效的手段。本文在对微弱信号检测的基础理论与锁相检测算法研究的基础上,做了如下的工作: 对于微弱信号一般需要尽可能高的检测分辨率,而过采样技术能够在一定条件下提高微弱信号检测的有效分辨率,对过采样技术进行了梳理。通过仿真和实测实验证明了采样速率每增加4倍,可以使信噪比提高6dB,相当于使ADC提高了一位分辨率。 针对经典的数字锁相检测,由于要进行大量的乘法运算而导致计算速度慢的问题,本文提出了一种全新的数字锁相检测的快速算法。该快速算法对所需检测频率信号每周期采样4点,利用其正交参考信号的值仅为0、-1和1来去除所有的乘法和部分的加法运算,大幅度地减小了运算量。仿真和实测实验结果表明,对于周期数为N的采样数据计算,可减小8N次的乘法运算和4N次的加法运算。为了提高快速算法的精度,提出了基于过采样的快速算法。结合了过采样和快速算法的优势,采用平均下抽样技术将采样频率还原为4倍于原始信号的频率。引入修正因子改善计算出的幅值的精度,理论上完全消除了误差。仿真与实测实验结果表明,这种全新的基于过采样的快速算法既有过采样和锁相检测的高精度,又具备很高的速度。 针对现有的数据采集常用单片机或DSP作为主控制芯片,但是普通单片机的运行速度不高,经常成为数据通道上的瓶颈,使模数转换芯片的性能无法完全发挥;尽管DSP芯片运行速度快,但其价格和易用性却比不上FPGA的问题。本课题利用Virtex-5 FPGA系列的XC5VLX110T实现数模转换芯片AD8802、模数转换芯片AD7760和UART16550IP核的控制,实现高速采集的全新数字锁相算法。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TN911.8

手机知网App
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 商佳宜,江道灼;基于FPGA的智能数字锁相环实现[J];继电器;2005年03期
2 王大磊;王斌;;基于ADF4111的数字锁相式可调频率源实现[J];现代电子技术;2010年08期
3 徐京晶;最先进的10万门现场可编程门阵列(FPGAs)[J];微处理机;1996年03期
4 ;Xilinx免费WEB设计工具增加FPGA支持[J];世界电子元器件;2000年11期
5 罗剑波,姜伟;一种基于FPGA技术的高频疲劳试验机控制器的研制[J];电子工程师;2001年09期
6 Xilinx Inc.Amit Dhir;FPGA推动无线局域网发展[J];电子产品世界;2002年22期
7 Saeid Mousavi,Stephen Cheng;平台FPGA架构用于复杂嵌入式系统[J];今日电子;2002年06期
8 黄莺;Xilinx:创新求变 逆风飞扬[J];世界电子元器件;2002年09期
9 胡玲娜,张小军,邓鸿威;基于SYSTEM C的FPGA设计方法[J];今日电子;2003年12期
10 彭飞,赵继勇;基于FPGA的全数字低中频QPSK调制解调器实现[J];电子设计应用;2003年09期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 侯金华;;基于FPGA的SOC系统可靠性设计[A];2011中国电工技术学会学术年会论文集[C];2011年
2 张健;孙辉先;陈晓敏;安军社;;反熔丝FPGA的可靠性设计措施[A];第二十三届全国空间探测学术交流会论文摘要集[C];2010年
3 ;Design and Research of Video Fire Detection System Based on FPGA[A];Proceedings of the 2011 Chinese Control and Decision Conference(CCDC)[C];2011年
4 董雪;费建军;白娇杨;;基于FPGA的智能火灾报警系统的设计与研究[A];天津市电视技术研究会2012年年会论文集[C];2012年
5 肖松;李跃华;张金林;;基于FPGA局部动态可重构的抗SEU容错系统研究[A];教育部中南地区高等学校电子电气基础课教学研究会第二十届学术年会会议论文集(下册)[C];2010年
6 王玮;钱伟康;应怀樵;;基于FPGA的PXI高速数据采集系统硬件设计[A];现代振动与噪声技术(第九卷)[C];2011年
7 钱伟康;梁利娟;王丽丽;;一种基于FPGA的CAN总线船舶监控系统[A];全国第三届信号和智能信息处理与应用学术交流会专刊[C];2009年
8 杨学友;叶振忠;刘常杰;李博文;;一种高速智能化视觉传感器设计[A];第三次全国会员代表大会暨学术会议论文集[C];2002年
9 鲁艳;雷维嘉;谢显中;;基于Avalon接口的交织编码技术的FPGA实现[A];2010年通信理论与信号处理学术年会论文集[C];2010年
10 许超;肖铁;施柏鑫;;基于FPGA的电子内窥镜视频处理系统[A];全国第二届信号处理与应用学术会议专刊[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 海英;赛灵思发布新型FPGA芯片方案[N];人民邮电;2009年
2 ;实现FPGA产品差异化[N];中国电子报;2011年
3 ;FPGA为消费电子提供安全保证[N];中国电子报;2011年
4 本报记者 赵艳秋 冯晓伟 冯健;FPGA:市场应用广 门槛需降低[N];中国电子报;2009年
5 本报记者 冯晓伟;FPGA格局难改 新兴企业胜算几何?[N];中国电子报;2009年
6 ;异步架构FPGA实现业界最高速度[N];中国电子报;2009年
7 ;突破功耗和成本限制设计中国需要的FPGA[N];中国电子报;2009年
8 ;通信仍是FPGA最大市场[N];中国电子报;2009年
9 本报记者 梁红兵;赛灵思:降低FPGA应用门槛[N];中国电子报;2010年
10 华北光电技术研究所 刘刚;FPGA+DSP升级热像设计[N];中国电子报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张承畅;多FPGA系统的关键问题及应用研究[D];重庆大学;2011年
2 李鹏;基于元构件的FPGA硬件构件设计技术研究[D];解放军信息工程大学;2011年
3 余慧;时分交换的新型FPGA互连结构研究[D];复旦大学;2011年
4 谢丁;FPGA互连结构评估系统研究与实现[D];复旦大学;2011年
5 王忠明;SRAM型FPGA的单粒子效应评估技术研究[D];清华大学;2011年
6 廖永波;SOC软硬件协同方法及其在FPGA芯片测试中的应用研究[D];电子科技大学;2010年
7 唐玉兰;伪布尔可满足性算法及其在FPGA布线中的研究应用[D];江南大学;2010年
8 邬贵明;FPGA矩阵计算并行算法与结构[D];国防科学技术大学;2011年
9 王建庄;基于FPGA的高速图像处理算法研究及系统实现[D];华中科技大学;2011年
10 薛晓勇;新型存储器在FPGA中应用的关键技术研究[D];复旦大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吴晓爽;基于FPGA的数字锁相检测系统[D];天津大学;2010年
2 周志娟;相移波束形成的FPGA实现[D];哈尔滨工程大学;2011年
3 许冲;激光脉冲定距算法研究与FPGA实现[D];哈尔滨工业大学;2011年
4 叶忠彬;基于FPGA的数字频率合成系统的设计与实现[D];电子科技大学;2011年
5 彭涵阳;无串扰超声测距系统的激励方法及基于FPGA的设计与实现[D];天津大学;2010年
6 杜国女;基于FPGA的音乐景观灯的设计与实现[D];兰州交通大学;2011年
7 隆志远;基于FPGA和光电耦合的旋转机械非接触双向信号传输系统[D];南京航空航天大学;2010年
8 袁臻;电动多叶光栅通讯部分的FPGA实现[D];上海交通大学;2009年
9 刘开健;基于FPGA的实时图像处理系统的设计与实现[D];昆明理工大学;2008年
10 刘钰力;基于FPGA的SHA256高效数字加密系统[D];兰州大学;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026