盲信號測量接收機的數(shù)字系統(tǒng)設計.pdf

1、隨著我國高速鐵路技術的迅速發(fā)展，動車組車輛的電磁環(huán)境越來越復雜，測量動車組車輛的輻射特性是研究其電磁兼容性的基本措施。解決動車組整車電磁輻射測量的測試場地要求，實現(xiàn)動車組整車電磁輻射信號的現(xiàn)場實時提取，研制基于盲信號處理理論分離動車組輻射信號和環(huán)境噪聲的盲信號測量接收機具有重要的實踐意義。其中，完成數(shù)據(jù)采集和系統(tǒng)控制功能的數(shù)字系統(tǒng)是盲信號測量接收機的研究和實現(xiàn)中必不可少的重要組成部分。
　　本文設計并實現(xiàn)了一套基于單片機、現(xiàn)場可編

2、程門陣列(Field ProgrammableGate Array, FPGA)、復雜可編程邏輯器件(Complex Programmable Logic Device，CPLD)進行多通道高速高精度數(shù)據(jù)采集和控制的盲信號測量接收機數(shù)字系統(tǒng)，并從系統(tǒng)的總體方案、硬件設計、軟件編程、系統(tǒng)測試和信號完整性分析幾方面進行了詳細闡述。
　　本文首先從數(shù)據(jù)采集的基礎理論出發(fā)，討論了系統(tǒng)的采集存儲策略，作為系統(tǒng)設計的理論依據(jù)，提出了系統(tǒng)的性能

3、指標和總體設計方案。根據(jù)系統(tǒng)應用背景和盲信號處理算法的數(shù)據(jù)需求搭建系統(tǒng)硬件平臺，將硬件系統(tǒng)模塊化，具體設計為模擬電路模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、系統(tǒng)控制模塊、電源模塊，并詳細介紹了硬件系統(tǒng)各組成部分的功能、元器件選型和外圍電路設計。軟件設計方面闡述了通信協(xié)議的制定和基于C語言的主控程序的設計流程，并采用Verilog HDL語言和模塊化設計思想完成了FPGA、CPLD內(nèi)部控制邏輯的設計與實現(xiàn)，主控程序解析上位機指令，控制CPLD實現(xiàn)接收機系統(tǒng)控

4、制，控制FPGA進行數(shù)據(jù)采集存儲、數(shù)據(jù)上傳。系統(tǒng)性能測試部分對測試系統(tǒng)的構成和測試方法進行了詳細論述，并給出具體測試結果和系統(tǒng)主要技術指標驗證了數(shù)字系統(tǒng)設計的可行性;介紹了信號完整性分析的基本理論及必要性，遵循高速信號線的布線準則，從分層、布局、布線幾方面采取實際的PCB(Printed Circuit Board)信號完整性設計措施，并對系統(tǒng)進行信號完整性仿真分析。
　　仿真和實測結果表明，盲信號測量接收機的數(shù)字系統(tǒng)實現(xiàn)了對4路