基于PXI总线的信号调理电路设计

发布时间：2020-11-19 08:41

　　 在火炮内弹丸运动参数测量的项目研究过程中发现,通过AD采集卡采集到的多普勒微波雷达信号有时达不到软件处理信号的要求。针对目前项目中出现的问题,需要对信号进行调理,改善信号的质量,方便后续信号的研究。本论文分析了内弹道多普勒测试信号的特点,设计了基于PXI总线的微波雷达信号调理电路来处理项目中遇到的问题,对于研究内弹道弹丸参数测量具有十分重要的工程应用价值。通过信号处理软件对信号数据处理后发现,目标信号总是叠加在一个低频震动的信号之上,如果低频信号太大,就会在波峰将有用信号削去,从而影响了目标信号的分析。本文设计了调理电路将低频信号和噪声进行滤除,并且带有自动增益控制的功能,对信号幅度进行自动控制,达到提高信号质量的目的。板卡的核心部分在于,自动增益控制电路中检波电路的时间常数的确定,这是关系到该板卡能否正常工作的关键部分,通过一系列计算和仿真并且和实际信号进行比对后,最终确定了时间常数的大小。论文重点介绍了自适应信号调理单元和PXI总线数据传输模块的技术指标分析和参数计算。针对自适应信号调理单元,主要开展了电路的设计,仿真,原理图的设计和PCB板的制作等工作,设计了自适应滤波器调理模块,在自动增益控制检波电路的设计中重点解决了时间常数的大小等关键问题,并对电路板性能是否满足要求在实验室环境下进行了调试和分析；针对PXI总线接口问题,开展了硬件电路的设计和软件驱动程序的调试工作,设计了PXI总线的驱动程序,重点解决了与自适应信号调理单元的PXI总线接口匹配设计,并对PXI总线数据传输是否能够正常工作进行了实验验证。实验结果表明：将板卡用于实际的项目当中,发现信号在一定程度上有所改善,达到了实际的效果。
【学位单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：TJ306;TN957.51
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 雷达前端信号调理的现状及发展
        1.2.2 雷达信号处理技术研究现状
        1.2.3 PXI总线接口技术研究现状
    1.3 论文主要研究内容
    1.4 论文结构安排
2 调理电路的总体设计
    2.1 调理电路总体框架
    2.2 测速信号特征分析
        2.2.1 微波雷达测速原理
        2.2.2 微波雷达的特征
    2.3 信号调理的最终解决方案
    2.4 本章小结
3 自适应信号调理单元设计
    3.1 信号调理单元设计
        3.1.1 滤波器的概念及其性质
        3.1.2 有源滤波器的优化结构
        3.1.3 滤波器设计的基本原则
    3.2 AGC的设计方案
        3.2.1 AGC设计的技术指标
        3.2.2 AGC设计方法
        3.2.3 AGC检波电路工作原理
        3.2.4 响应时间的计算
    3.3 模块集成与实验测试
    3.4 本章小结
4 PXI总线接口及驱动软件设计
    4.1 PXI总线及传输协议分析
        4.1.1 PXI接口设计
        4.1.2 PXI总线规范
    4.2 PCI9052简介及本地总线工作模式
        4.2.1 PCI9052数据传输模式
        4.2.2 PCI9052寄存器
        4.2.3 PCI9052在板卡中的实现
        4.2.4 PCI9052的初始化
    4.3 驱动程序的开发
        4.3.1 PXI总线的驱动的设计
    4.4 局部总线数据传输的实现
        4.4.1 CPLD开发的环境及具体流程
    4.5 PXI总线调试
        4.5.1 软件界面及检测实验
    4.6 自适应调理电路PCB设计
    4.7 本章小结
5 试验测试
    5.1 PXI自适应信号调理单元系统集成
    5.2 模拟条件实验测试
    5.3 靶场试验测试
        5.3.1 靶场测试系统
        5.3.2 实验过程
        5.3.3 试验结果
        5.3.4 结果分析
结论
参考文献
攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果
致谢

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本文编号：2889970