基于FPGA的紫外通信微弱信号放大器设计

发布时间：2018-07-05 06:02

  本文选题：紫外光通信 + 微弱信号　； 参考：《激光与红外》2014年10期

【摘要】：针对近地层自由空间紫外通信信号微弱的特点,设计具体的微弱信号放大器。在提出放大器指标基础上,分析了放大器的组成与工作原理。运用LMH6624MF型号的集成运算放大器和VCA610P型号的电压控制放大器分别设计了前置放大器和后级放大器,采用AD9214作为AD转换,选用XC6VCX240T-2FF784型号的FPGA设计了选频数字滤波器。用Multisim、Matlab、ISE进行设计仿真验证,结果表明:该放大器在30 kHz和50 kHz两个中心频率具有1~10000之间连续可调的放大倍数,中心频率附近带宽约为4 kHz,等效输入噪声电压≤5 nV/Hz(1/2)@30 kHz,50 kHz,符合设计技术要求。设计中采用FPGA实现滤波,具有精度高、实时性好、便于升级等优点。
[Abstract]:Aiming at the weak characteristics of ultraviolet communication signal in free space near the ground, a specific weak signal amplifier is designed. The composition and working principle of the amplifier are analyzed on the basis of the amplifier index. Using LMH6624MF integrated operational amplifier and VCA610P voltage control amplifier, the preamplifier and rear amplifier are designed, AD9214 is used as AD conversion, and XC6VCX240T-2FF784 FPGA is used to design the frequency selective digital filter. The simulation results show that the amplifier has a continuously adjustable amplification ratio between 1kHz and 50kHz at the central frequencies of 30 kHz and 50 kHz. The bandwidth near the center frequency is about 4 kHz, and the equivalent input noise voltage is less than 5nV / Hz (1 / 2) @ 30kHz / 50kHz, which conforms to the technical requirements of the design. In the design, FPGA is used to realize filtering, which has the advantages of high precision, good real-time and easy to upgrade.
【作者单位】： 湘潭大学材料与光电物理学院;武汉工程大学光电子系统技术研究所;海军工程大学兵器工程系;
【基金】：国防技术基础项目(No.YJMG-2012GH-001)资助
【分类号】：TN929.1

【参考文献】

相关期刊论文 前4条

1 成中涛;吴晗平;吴晶;黄俊斌;王华泽;;近地层紫外自由空间通信微弱信号放大器设计[J];光电技术应用;2012年04期

2 吕照顺;吴晗平;周伟;黄璐;熊衍建;;近地面红外与紫外自由空间光通信特点及其比较研究[J];红外技术;2011年04期

3 李清;李荆洪;;基于FPGA的多功能数字滤波器设计[J];湖北第二师范学院学报;2013年02期

4 童鹏;胡以华;;FPGA器件选型研究[J];现代电子技术;2007年20期

【共引文献】

相关期刊论文 前10条

1 彭宏;曾江波;;基于SOPC的GPON ONU硬件平台设计与实现[J];光通信技术;2009年07期

2 成中涛;吴晗平;吴晶;黄俊斌;王华泽;;近地层紫外自由空间通信微弱信号放大器设计[J];光电技术应用;2012年04期

3 毛端海;董金龙;龙琼;;基于FPGA的惯性平台测试保护电路设计[J];电子设计工程;2013年21期

4 温锋;李锦明;;基于FPGA的激光陀螺信号高速解调滤波设计[J];电子技术应用;2014年01期

5 公茂法;王志文;于江;李岚冰;安彬;刘涛;;基于FPGA小波变换核的设计[J];电测与仪表;2014年08期

6 王敏;徐祖强;邱陈辉;;基于Booth\CSD混合编码的模2~n+1乘法器的设计[J];电子器件;2014年02期

7 杨维明;吴恙;刘佩;张唯;;分布式结构的FIR滤波器的FPGA实现[J];电气电子教学学报;2014年03期

8 朱俊峰;刘文兵;王世锋;;基于FPGA的太阳能跟踪器的设计[J];电子世界;2014年16期

9 邱陈辉;李锋;徐祖强;;基于FPGA和符号LMS算法的自适应滤波器设计[J];电子器件;2014年05期

10 吕照顺;吴晗平;周伟;胡大军;;近地层紫外自由光通信传输距离及影响因素研究[J];红外技术;2011年10期

相关硕士学位论文 前10条

1 唐瑜键;超宽带步进频穿墙雷达信号处理机的研究[D];电子科技大学;2011年

2 谢晓龙;基于二维扩频的低截获无线通信设备设计与实现[D];电子科技大学;2011年

3 唐志强;基于USB数控系统底层硬件设计及驱动的研究[D];华南理工大学;2011年

4 董红蕾;AVS视频解码芯片原型验证平台的研究与设计[D];山东大学;2011年

5 王露;音频IP验证平台的设计与开发[D];哈尔滨工业大学;2010年

6 王清泉;基于UNREAL的虚拟环境与驾驶系统交互控制研究[D];燕山大学;2011年

7 张明志;基于DSP和FPGA的并行处理系统硬件设计[D];北京工业大学;2011年

8 纪晓佳;基于EP2C8的FPGA教学实验板设计与实现[D];山东科技大学;2011年

9 黄良;基于FPGA的极紫外相机主控系统设计[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2010年

10 初新怡;可见光与红外数字图像融合系统设计和实现[D];南京理工大学;2012年

【二级参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 蓝天,倪国强;紫外通信的大气传输特性模拟研究[J];北京理工大学学报;2003年04期

2 张亚妮;基于MATLAB的数字滤波器设计[J];辽宁工程技术大学学报;2005年05期

3 雷小明;肖沙里;蓝玉侦;徐东镪;张世欣;;日盲紫外光通信系统中调制系统的研制[J];光电子技术;2007年03期

4 梁皑莹;萧文斌;;一种新的空间光通信系统设计方法探讨[J];广东技术师范学院学报;2007年03期

5 刘群龙;吴晗平;张焱;胡大军;;新型红外光学系统的结构特点与技术分析[J];光电技术应用;2010年02期

6 陈薛刚;占光;;紫外光通信的军事应用研究[J];国防科技;2010年03期

7 王挺峰;;提高PMT光子计数系统探测灵敏度的方法[J];光机电信息;2009年03期

8 徐智勇;沈连丰;汪井源;李建华;;无线光通信中紫外散射传播特性的研究[J];光通信技术;2009年11期

9 贾红辉;常胜利;杨建坤;杨俊才;季家昒;;非视线紫外通信大气传输特性的蒙特卡罗模拟[J];光子学报;2007年05期

10 杨茂;胡立群;段艳敏;毛松涛;;微弱光电流信号放大器的设计[J];核电子学与探测技术;2011年07期

相关博士学位论文 前1条

1 陈建文;激光大气传输的信道及性能研究[D];华中科技大学;2007年

相关硕士学位论文 前1条

1 吴笛;自由空间光通信系统的设计及性能分析[D];浙江大学;2007年

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 ;新型光隔离误差信号放大器[J];国外电子元器件;2002年02期

2 谭琦耀;;高频小信号放大器的设计[J];煤炭技术;2012年07期

3 陆明珠，刘军海，苏启生;新型应变信号放大器1B31[J];电子技术;1994年12期

4 任志山,黄春耀;高精度、高稳定度微弱信号放大器的设计[J];漳州师范学院学报(自然科学版);2003年03期

5 焦洋 ,张晓林;由传输函数设计交流小信号放大器[J];电子世界;2005年09期

6 林建雄;;小信号放大器的抗干扰方法探索[J];太原师范学院学报(自然科学版);2008年02期

7 任青莲;;高频小信号放大器的设计与仿真[J];计算机仿真;2009年12期

8 谢伟超;;设置信号放大器问题的研究[J];信息与电脑(理论版);2011年05期

9 夏诚亮;;手机信号放大器的危害[J];科学之友;2012年07期

10 涂启新，金泽渊;一种用于超导测量的微弱信号放大器[J];湖南师范大学自然科学学报;1994年03期

相关会议论文 前5条

1 赖雷;冯林;;宽带小信号放大器的设计[A];2009年全国微波毫米波会议论文集（下册）[C];2009年

2 韩波;李雪;赵萌;高建军;;小信号放大器干扰特性分析[A];“第十四届全国微波能应用学术会议”暨“2009年微波创造美的生活高峰论坛”论文集[C];2009年

3 凌必利;史灵卫;赵君煜;高翔;;核聚变诊断的宽带小信号放大器的设计[A];第十三届全国核物理大会暨第八届会员代表大会论文摘要集[C];2007年

4 陈斐;;高频小信号放大器的设计[A];《IT时代周刊》论文专版（第300期）[C];2014年

5 张广军;李铭祥;;低噪声高线性小信号放大器的设计及实现[A];2002海峡两岸三地无线科技研讨会论文集[C];2002年

相关重要报纸文章 前6条

1 通讯员 杨夕　记者 徐冰;首例可监控式家用信号放大器问世[N];人民邮电;2010年

2 四川 杨虹;手机信号放大器答读者问[N];电子报;2001年

3 河南 方城　编译;小信号放大器用电池驱动的注意点[N];电子报;2008年

4 黑龙江 刘士民;40型有线电视信号放大器模块的代换[N];电子报;2003年

5 西安电子科技大学微电子学院 辛维平　博士;D类放大器性能趋于完善 市场快速增长[N];中国电子报;2009年

6 广东 陈瑞元;视贝牌SB-7520FL2型有线电视信号放大器原理及常见故障[N];电子报;2002年

相关硕士学位论文 前2条

1 孙亮;井下工程参数测试的小信号放大器的设计[D];西南石油大学;2009年

2 陈欣蔚;一种低功耗可控增益ASK信号放大器的设计与分析[D];上海交通大学;2012年

，

本文编号：2099217