水声目标模拟器信号处理平台的设计与实现

发布时间：2017-08-30 01:23

  本文关键词：水声目标模拟器信号处理平台的设计与实现

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【摘要】：水声目标模拟器是通过计算机系统对水声信号进行建模,以电子模拟方式实现舰船或航行体的声学反射特性和噪声特性,然后在计算机或其它设备上实时模拟水声目标回波。随着电子技术的发展,以传感器和微机技术为基础,以DSP、计算机软件为核心的信息探测与控制系统已具有感知、思维、推理、学习判断、控制决策执行的能力。这就对目标模拟器提出了更高的要求。信号处理平台作为水声目标模拟器的核心,其性能的优劣直接影响目标模拟器的效果。因此,需要一款高性能、高可靠性的信号处理平台。本文以科研项目为依托,设计了一款水声目标模拟器信号处理平台。该平台基于DSP+FPGA结构,这一类构架有许多优点。从运算能力与控制能力上来说,DSP作为整个信号处理平台运算的核心,而逻辑控制部分是以FPGA作为核心,负责各个器件以及子平台之间的数据交换与信号交流。此外,FPGA具有很强的运算处理能力,可以承担DSP不擅长的运算处理。平台选用了两片高性能信号处理芯片ADSP-TS101为计算核心和两片FPGA芯片作为接口控制和逻辑控制核心。具备4路A/D接口和4路D/A接口同时还有2路外部链路接口,除此之外还具有CPCI高速数据传输接口。保证了信号处理平台的数据处理能力和传输能力,能够满足水声目标模拟器要求。在高速硬件设计中,针对信号完整性设计提出了相应的设计规范以及噪声的抑制方法。同时结合本信号处理平台PCB设计,利用HyperLynx仿真软件对PCB进行优化设计,有效降低了自噪声,提高了平台的稳定性和抗干扰能力。本信号处理平台的实现即可以满足该项目的工程要求,又可作为通用信号处理平台应用到其它相关领域项目。
【关键词】：水声目标模拟器 信号处理平台 信号处理芯片ADSP-TS101 高速PCB设计
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB565
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 研究工作的背景和意义10
• 1.2 国内外发展的现状与趋势10-13
• 1.3 信号处理平台概述13-15
• 1.4 论文的结构安排15-17
• 第二章 信号处理平台方案设计17-33
• 2.1 系统功能与指标17-18
• 2.2 输入信号调理电路接.设计18-22
• 2.2.1 差分放大电路19
• 2.2.2 抗混叠滤波器19-22
• 2.2.3 幅度调整22
• 2.3 DSP芯片选择及外围设计22-30
• 2.3.1 DSP芯片介绍23-26
• 2.3.2 外围电路设计26-30
• 2.4 FPGA芯片选型30-31
• 2.5 输出信号调理电路接.设计31-32
• 2.6 本章小结32-33
• 第三章 信号处理平台完整性设计与实现33-46
• 3.1 印制板设计33-36
• 3.1.1 印制板的外形要求33-34
• 3.1.2 印制板的整体布局34-36
• 3.2 信号完整性设计与实现36-44
• 3.2.1 叠层结构设计37-39
• 3.2.2 单一网络的信号完整性设计实现39-42
• 3.2.3 多网络间的信号完整性设计实现42-44
• 3.3 本章小结44-46
• 第四章 信号处理平台主要接.设计46-58
• 4.1 PCI总线接.设计46-51
• 4.1.1 硬件接.设计47
• 4.1.2 PCI芯片配置47-48
• 4.1.3 软件设计48-51
• 4.2 双口 RAM 接口设计51-52
• 4.3 SDRAM接口设计52-53
• 4.4 链路口接口设计53-55
• 4.5 A/D 接口设计55-56
• 4.6 D/A 接口设计56-57
• 4.7 本章小结57-58
• 第五章 系统测试与分析58-65
• 5.1 A/D通道测试与分析58-60
• 5.2 D/A通道测试与分析60-61
• 5.3 滤波器测试61-62
• 5.4 水声目标模拟器信号处理平台测试及结果分析62-63
• 5.5 本章小结63-65
• 第六章 全文总结与展望65-66
• 6.1 全文总结65
• 6.2 后期工作展望65-66
• 致谢66-67
• 参考文献67-69
• 攻硕期间取得的研究成果69-70

【参考文献】

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1 张坚;基于ADSP-TS201的雷达信号处理器设计和实现[D];南京理工大学;2007年

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本文编号：756502