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          超高速雷達數(shù)字信號處理技術(shù)
          
						
          
				作者：
				時間：2010-12-26
				來源：網(wǎng)絡(luò)
				
				
				
				
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          五、超高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的實現(xiàn)
          　　對于1m距離分辨率的雷達系統(tǒng)，其采樣速率可以達到250MS/s，其主要問題是：
          　　1.體系結(jié)構(gòu)的選擇
          　　(1)AD變換的體系結(jié)構(gòu)［17］　在AD轉(zhuǎn)換模塊中，可以采用單片AD的結(jié)構(gòu)，也可以采用多片AD并行的結(jié)構(gòu)；而多片AD并行又包括時間并行和幅度并行兩種方式.多片AD并行可以降低對每一AD芯片的性能要求，但增加了設(shè)備量和控制的復(fù)雜性.在超高速應(yīng)用的場合，一般采用的是單片AD變換的結(jié)構(gòu).
          　　(2)數(shù)據(jù)存儲的體系結(jié)構(gòu)［18］　由于超高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的速度很快，因此存儲模塊的設(shè)計一般都采用分路數(shù)據(jù)輸出的體系結(jié)構(gòu)；這種結(jié)構(gòu)將AD的輸出數(shù)據(jù)分成多路較低速數(shù)據(jù)輸出，可以降低對存儲器讀寫速度的要求.
          　　2.元器件的選型與信號連線的處理
          　　根據(jù)表1，對于250MS/s的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，傳統(tǒng)的TTL芯片已無法工作.目前常用的超高速標(biāo)準(zhǔn)芯片系列是ECL芯片；對于250MS/s的采樣速率，ECL10KH系列可以滿足要求.
          　　根據(jù)前面的分析，超高速系統(tǒng)的信號連線必須采用微波傳輸線作為信號之間的連線，并要進行正確的端接.這樣就可以消除反射，并精確控制信號的延遲.
          　　3.模擬電路的抗干擾
          　　系統(tǒng)抗干擾的方法首先是屏蔽，包括電路整體的屏蔽以及系統(tǒng)模擬部分和數(shù)字部分之間的屏蔽.但是由于超高速系統(tǒng)一般是高功耗的，因此還必須兼顧散熱問題.
          　　數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中數(shù)字電路對模擬電路的干擾是主要誤差源之一.消除這一干擾可以通過器件的隔離、電源濾波、星形接地以及元器件的合理布置來解決.在超高速系統(tǒng)的實現(xiàn)中，大面積地是一個最基本、也最重要的因素之一，一方面它可以減小干擾，另一方面它也是微帶傳輸線的一個組成部分.
          　　4.系統(tǒng)的實現(xiàn)與性能測試
          　　(1)系統(tǒng)的實現(xiàn)　系統(tǒng)中采用了單片超高速AD芯片加全局存儲器的體系結(jié)構(gòu)，并采用單片機構(gòu)成系統(tǒng)與IBM-PC計算機的接口，使數(shù)據(jù)采集的結(jié)果可以在計算機中顯示并加以處理(圖1).其中，為降低對存儲器速度的要求，采用了分路數(shù)據(jù)輸出的方式，使存儲器的速度降低為AD變換速度的一半.存儲器的周邊器件采用ECL芯片.信號之間的連線采用微帶或帶狀傳輸線，并端接了合適的端接電阻.
          本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/156828.htm
          t90-1.gif (6698 bytes)
          圖1　超高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)
          　　(2)系統(tǒng)性能測試　數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的性能測試主要包括靜態(tài)測試和動態(tài)測試，其中動態(tài)測試更能夠全面地反應(yīng)系統(tǒng)的性能.在動態(tài)測試中最為關(guān)心的指標(biāo)是動態(tài)有效位(ENOB).本系統(tǒng)在250MS/s采樣速率、125MHz輸入信號時測試了系統(tǒng)的動態(tài)有效位，可以證明，系統(tǒng)的動態(tài)有效位在7-bit以上.
          六、高速數(shù)字脈沖壓縮系統(tǒng)的實現(xiàn)
          　　1.脈沖壓縮的基本原理［8］
          　　脈沖壓縮算法的基礎(chǔ)在于匹配濾波的理論.假設(shè)發(fā)射信號為S(t)，其頻譜為S(ω)；并設(shè)匹配濾波器的沖擊響應(yīng)為h(t)，傳遞函數(shù)為H(ω)，則脈沖壓縮后的信號輸出為：
          Y(ω)=H(ω).S(ω)　(1)
          y(t)=h(t)ts86-4.gif (84 bytes)s(t)　(2)
          　　這里，只要匹配濾波器的沖擊響應(yīng)/傳遞函數(shù)與發(fā)射信號滿足匹配濾波關(guān)系，就可以獲得脈沖壓縮的輸出結(jié)果.
          　　2.脈沖壓縮的主要實現(xiàn)方法
          　　(1)時域法實現(xiàn)脈沖壓縮　時域法實現(xiàn)脈沖壓縮的基礎(chǔ)是式(2)：由于匹配濾波在時域等效于相關(guān)接收，因此，時域法實質(zhì)上就是數(shù)字相關(guān)的方法.圖2顯示了相關(guān)數(shù)字脈壓的基本結(jié)構(gòu).其中，采集的原始信號與預(yù)先存儲的參考碼送入相關(guān)器，相關(guān)器的輸出就是脈壓后的數(shù)字結(jié)果；可以采用DA變換將其變?yōu)槟M信號顯示.
          t90-2.gif (4178 bytes)
          圖2　時域法實現(xiàn)數(shù)字脈壓
          　　(2)頻域法實現(xiàn)數(shù)字脈壓　頻域法實現(xiàn)數(shù)字脈壓的基礎(chǔ)是式(1)，其基本結(jié)構(gòu)示于圖3.這里，采集的原始信號首先通過FFT變換到頻域，與預(yù)先存儲的參考碼相乘后，再通過逆FFT變換回時域，就構(gòu)成脈壓后的數(shù)字結(jié)果；同樣可以采用DA變換將其變?yōu)槟M信號顯示.由于FFT算法相當(dāng)于快速卷積，因此頻域法的運算速度一般要快于時域法，尤其在壓縮比較大的情況下.
          t90-3.gif (4388 bytes)
          圖3　頻域法實現(xiàn)數(shù)字脈壓
				
            
          
                
			
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