基于FPGA和USB2.0的高速CCD声光信号采集系统

【摘要】： 现代通信和雷达应用领域中,宽带、高增益、实时并行处理是现代接收机性能的重要标志,但是以常规电子系统为基础的接收机很难满足这种高要求。因而,具有高速并行处理能力和特有的大带宽特性的声光系统就表现出巨大的潜在优势。以声光器件为基础的接收机除了具有宽带、高增益、实时并行处理等特点之外,还具有大容量、体积小、功耗低等优点。这种接收技术已经越来越引起广泛的重视。采用声光信号处理技术解决带宽、高增益和实时并行处理技术的问题具有重要意义。声光信号采集系统的设计是整个声光系统的关键之一。 本文针对声光信号具有高速率、实时性、大带宽、高分辨率等特点,设计了一个基于FPGA和USB2.0的高速CCD声光信号采集系统。详细的介绍了系统的CCD声光信号采集模块、A/D模数转换模块、FPGA驱动及控制模块和USB接口传输模块的工作原理及其软硬件实现。该系统是以CycloneⅡ系列FPGA芯片为核心,驱动线阵CCD器件TCD1209D和控制CCD专用模数转换芯片AD9822工作,并在FPGA内部配置FIFO来缓存经过预处理和模数转换的数据,最后与USB接口控制芯片CY7C68013A通信,把数据传入上位机的硬盘文件中。通过分析和计算采集的数据便可得出声光系统信号的参数。与传统的采集系统相比本系统的稳定性和可靠性更高,传输速度更快,更灵活。 本课题完成了基于FPGA和USB2.0的高速CCD声光信号采集系统设计,并且进行了系统测试和数据分析。实验结果表明系统达到了预定目标,为声光信号后处理提供了硬件平台。