[发明专利]一种基于FPGA的高精度多普勒模拟装置及其实现方法

权利要求书

1.一种基于FPGA的高精度多普勒模拟装置，其特征是包括：

电源部件，包括模拟电源模块和数字电源模块；

NOR FLASH部件，用于保存FPGA部件的程序；

ADC部件，用于输出采样信号至FPGA部件；

FPGA部件，根据中频采样信号和设定的多普勒模拟的相对速度，实现对数字中频信号的高精度多普勒模拟；

DAC部件，用于输出中频输出信号至变压器部件；

变压器部件，用于接受来自DAC部件的中频输出信号、并改善中频输出信号质量。

2.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的高精度多普勒模拟装置，其特征在于：所述模拟电源模块和ADC部件、DAC部件、时钟部件和变压器部件连接，数字电源模块和NOR FLASH部件和FPGA部件连接；ADC部件输出给FPGA部件，与电源部件、变压器部件和FPGA部件相连；DAC部件接收FPGA部件的数字信号，与电源部件、变压器部件和FPGA部件相连；NOR FLASH部件与电源部件和FPGA部件相连；FPGA部件与时钟部件、ADC部件、电源组件和DAC部件相连；时钟部件与ADC部件和DAC部件相连；变压器部件分别与ADC部件和DAC部件相连。

3.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的高精度多普勒模拟装置，其特征在于，所述电源部件将12V直流电压转换为整个系统的电压，分为两个模块，一个模拟电源模块和一个数字电源模块，模拟电源单元和ADC部件、DAC部件、时钟部件及变压器部件连接，数字电源单元和NOR FLASH部件和FPGA部件连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的高精度多普勒模拟装置，其特征在于，所述NOR FLASH部件将FPGA部件的程序保存，上电时根据FPGA部件的自举电路读写程序，与电源部件和FPGA部件相连；

所述ADC部件将两路变压器部件输入的中频输入信号进行2.5GSPS采样，输出给FPGA部件，与电源组件和FPGA部件相连；

所述FPGA部件根据中频采样信号和设定的多普勒模拟的相对速度，实现对数字中频信号的高精度多普勒模拟，与ADC部件、DAC部件、电源部件和NOR FLASH部件相连。

所述DAC部件将两路2.5GSPS数字信号转化为中频输出信号，输出给变压器部件，与电源组件和FPGA部件相连。

5.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的高精度多普勒模拟装置，其特征在于，所述FPGA部件单元的程序设计采用流水线结构的低耦合高内聚的模块单元，包括ADC配置单元、DAC配置单元、sinc内核单元和时域重采样单元，在所述FPGA部件内，ADC配置单元与时域重采样单元相连，时域重采样单元与sinc内核单元和DAC配置单元同时相连。其中，ADC配置单元对所述ADC部件的寄存器配置并对中频输入进行2.5GSPS采样，时域重采样单元完成对数字采样进行高精度多普勒模拟，DAC配置单元对所述DAC部件的寄存器配置并将多普勒模拟数字信号转换为DAC部件的所需的数据格式。

6.根据权利要求5所述的一种基于FPGA的高精度多普勒模拟装置，其特征在于，所述sinc内核单元基于内核截断点数n_kn＝8设置查表ROM的地址的最大值，并基于输入地址查表得出sinc函数值。

7.一种基于FPGA的高精度多普勒模拟装置实现方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、设备上电后，ADC配置单元完成对所述ADC部件中两路2.5GSPS配置，使所述ADC部件对中频输入2.5GSPS正常采样得到y(n)；所述DAC配置单元完成对所述DAC部件2.5GSPS配置；

步骤2、ADC部件正常工作以后，FPGA部件接收所述ADC部件采集到的2.5GSPS信号，基于sinc内核单元得到sinc函数值，并通过时域重采样单元对采样信号进行高精度多普勒模拟得到y_r(m_k)；

步骤3、DAC配置单元对高精度多普勒模拟2.5GSPS数字信号y_r(m_k)进行中频输出。