[实用新型]基于FPGA的多通道短波/超短波信号处理系统

说明书

技术领域

本实用新型属于无线电通讯领域，尤其涉及一种基于FPGA的多通道短波/超短波波信号处理系统。

背景技术

随着计算机和信息科学技术的飞速发展，人们面临的信号处理任务越来越繁重，对数据采集系统的要求也越来越高。由此，数字信号处理技术应运而生，并且得到了迅速的发展。由于其具有算法灵活、抗干扰能力强、处理速度快、结果精确等优点，现已广泛应用于图像处理、信号检测、软件无线电、工业自动化控制等领域。数据采集与处理系统作为实现数字信号处理技术的应用平台，也因此得到了很大的发展，在采样速率、处理能力等方面都有了很大的提高。

FPGA技术的快速发展，使得FPGA在信号采集与处理方面的优势也越来越明显。FPGA芯片不仅具有很强的逻辑控制能力，而且具有较强的数字信号处理能力。现在新型的FPGA芯片中一般都集成了DSP模块，甚至嵌入了软/硬核处理器，加上FPGA在信号并行处理方面的优势，使得基于FPGA的信号采集控制与处理已经完全成为可能。基于FPGA的信号采集与处理系统具有开发周期短、设计灵活、成本低、可靠性强等特点，具有十分广阔的应用前景。

实用新型内容

本实用新型提供一种基于FPGA的多通道短波/超短波信号处理系统，具有高速实时采集，系统的精度高，通用性强等优点，采用软件无线电思想，能够广泛应用在语音信号、图像处理及自动化控制等领域。

本实用新型提出了一种基于FPGA的多通道短波/超短波信号处理系统，包括接收模块、采集控制与处理模块和客户端模块；所述接收模块与所述采集控制与处理模块连接，所述采集控制与处理模块与所述客户端模块连接；其中，所述接收模块包括：射频电路和下变频电路；所述射频电路的输出端与所述下变频电路的输入端连接；所述采集控制与处理模块包括：多通道选择电路、A/D转换电路和FPGA及其外围电路；所述多通道选择电路的输入端与所述下变频电路的输出端连接；所述A/D转换电路的输入端与所述多通道选择电路的输出端连接；所述FPGA及其外围电路的输入端与所述A/D转换电路的输出端连接；所述客户端模块包括：串口连接电路与上位机模块；所述串口电路连接电路的输入端与所述FPGA及其外围电路的输出端连接；所述上位机模块的输入端与所述串口连接电路的输出端连接。

本实用新型提出的基于FPGA的多通道短波/超短波信号处理系统中，所述FPGA及其外围电路包括：采集控制单元、信号处理单元、存储控制单元和存储器单元；其中，所述采集控制单元与所述信号处理单元连接；所述信号处理单元与所述存储控制单元连接；所述存储控制单元与所述存储器单元连接。

本实用新型提出的基于FPGA的多通道短波/超短波信号处理系统中，所述FPGA为ALTERA的CycloneII系列的EP2C35F672C6N。

本实用新型提出的基于FPGA的多通道短波/超短波信号处理系统中，所述存储器单元为片外Flash存储器。

本实用新型提出的基于FPGA的多通道短波/超短波信号处理系统中，所述多通道选择电路为16路的多通道选择开关AD7506。

本实用新型提出的基于FPGA的多通道短波/超短波信号处理系统中，所述A/D转换电路为双路12位的AD7862。

本实用新型提出的基于FPGA的多通道短波/超短波信号处理系统中，所述上位机模块采用MATLAB语言编写图形用户界面，界面显示各通道信号的波形和频率参数。

本实用新型提出的多通道短波/超短波信号处理系统的处理方法，包括以下步骤：

步骤一：通过射频电路对接收到的短波/超短波目标信号进行选频、滤波和放大，并由下变频模块高频信号变频为中频信号；

步骤二：FPGA及其外围电路控制多通道选择电路完成对多路模拟信号的选择，并控制A/D转换电路将选择后的多路模拟信号转换为数字信号送入FPGA进行FFT处理；

步骤三：通过串口连接电路将处理后的信号数据上传至上位机模块中，通过所述上位机模块的可视化界面将相关参数显示。

其中，所述步骤二包括：

步骤a：采集控制单元产生逻辑控制信号控制所述多通道选择电路完成对多路模拟信号的选择，并控制所述A/D转换电路产生工作时序将选择后的多路模拟信号转换为数字信号送入FPGA进行FFT处理；

步骤b：存储控制单元产生逻辑控制信号，将FFT处理后的信号存储在存储器单元中；

步骤c：通过设置溢出参数将存储在所述存储器单元中信号数据输出。