多通道高速信號采集與傳輸技術(shù)的研究與應(yīng)用.pdf

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1、多通道高速信號采集與傳輸技術(shù)的研究與應(yīng)用胡東方2015年1月中圖分類號：TN79UDC分類號：540多通道高速信號采集與傳輸技術(shù)的研究與應(yīng)用作者姓名胡東方學院名稱信息與電子學院指導教師孫磊答辯委員會主席李鴻屺申請學位級別工學碩士學科專業(yè)信息與通信工程學位授予單位北京理工大學論文答辯日期2015年1月21日Researchandapplicationofmulti-channelhigh-speedsignalacquisitionandtransmissiontechnologyCandidateName：DongfangHu

2、SchoolorDepartment:InformationandElectronicsFacultyMentor:LeiSunChair,ThesisCommittee:HongqiLiDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：InformationandCommunicationDegreeby:BeijingInstituteofTechnologythTheDateofDefence:January21,2015研究成果聲明本人鄭重聲明：所提交的學位論文是我本人在指導教師的指導下進行

3、的研究工作獲得的研究成果。盡我所知，文中除特別標注和致謝的地方外，學位論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得北京理工大學或其它教育機構(gòu)的學位或證書所使用過的材料。與我一同工作的合作者對此研究工作所做的任何貢獻均已在學位論文中作了明確的說明并表示了謝意。特此申明。簽名：日期：北京理工大學碩士學位論文摘要隨著電子測量、雷達等領(lǐng)域?qū)?shù)據(jù)采集、傳輸速率要求的提高以及高速信號處理技術(shù)的快速發(fā)展，Gsps級多通道ADC板卡的設(shè)計與應(yīng)用顯得尤為重要。本論文即針對實際應(yīng)用，基于采樣理論，設(shè)計了一套多通道超高速信號采集、存

4、儲與傳輸系統(tǒng)，并完成了系統(tǒng)的調(diào)試與性能測試，證實其穩(wěn)定可靠，可滿足多種應(yīng)用環(huán)境下對高速信號采集與傳輸?shù)男枨?。本文首先回顧了采樣理論，包括低通采樣理論和帶通采樣理論，同時重點研究了ADC的性能指標、性能指標的測試方法以及高速ADC的校準。其次，本文從數(shù)字T/R組件智能測試系統(tǒng)對高速采集、傳輸設(shè)備的要求出發(fā)，提出了一種基于XilinxVirtex-6系列FPGA的多通道高速信號采集、存儲與傳輸?shù)南到y(tǒng)架構(gòu)。這種架構(gòu)可以有效地利用FPGA的可編程性和靈活性，并且能夠?qū)崿F(xiàn)多通道高速信號的同步采集，滿足大容量數(shù)據(jù)存儲和高速傳輸?shù)囊?。該?/p>

5、統(tǒng)架構(gòu)可分為多通道高速采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)存儲傳輸系統(tǒng)兩部分。其中，多通道高速采集系統(tǒng)的設(shè)計包括高速同步低抖動時鐘分發(fā)設(shè)計、高速ADC的前后端電路設(shè)計以及高速ADC多通道采樣的同步設(shè)計。針對數(shù)據(jù)存儲與傳輸系統(tǒng)，設(shè)計了DDR3大容量存儲模塊、光纖傳輸模塊和PCIExpress總線傳輸模塊。最后，完成了基于FPGA的多通道高速信號采集、存儲與傳輸系統(tǒng)的板卡的硬件設(shè)計，對多通道高速ADC采集模塊、DDR3存儲模塊、光纖傳輸模塊、PCIExpress模塊進行了功能測試，并對測試結(jié)果進行了理論分析。同時，簡單介紹了TR組件智能測試系統(tǒng)，及本設(shè)

6、計在其中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：多通道數(shù)據(jù)采集；FPGA；DDR3；光纖傳輸；PCIExpressI北京理工大學碩士學位論文AbstractAsthesignalacquisitionrateofelectronicmeasurementandradartechnologyincreaseandhigh-speedsignalprocessingdevelopsrapidly,thedesignandapplicationofGspslevelmulti-channelanalogtodigitalconverter(ADC)boar

7、dsareextremelyimportant.Inthispaper,amulti-channelhigh-speedsystemforsignalacquisition,storageandtransmissionisdesignedbasedonsamplingtheorem.Thesystemisstableandreliabletomeettherequirementsofvariousapplicationsforhigh-speedsignaltransmission.Firstly,thispaperrevie

8、wsthesamplingtheorem,includinglow-passandband-passsamplingtheorem,anddiscussestheperformance,testmethodsandcalibrationofhigh-speedADCs.Sec