成像聲納信號源與信號采集系統(tǒng)設計實現(xiàn).pdf

1、近年來，隨著海洋開發(fā)和水下探測需求的日益增加，成像聲納的研究越來越受到重視，其中信號源和信號采集系統(tǒng)作為成像聲納中不可缺少的組成部分，對其進行深入的研究具有重要的現(xiàn)實意義。 高性能的信號源是高性能成像聲納系統(tǒng)得以實現(xiàn)的基本保證。DDS(直接數(shù)字頻率合成)技術具有頻率分辨率高、切換速度快、切換時相位連續(xù)等優(yōu)點，因此將該技術應用于信號源的實現(xiàn)有利于保證信號源的性能。傳統(tǒng)的DDS采用ROM查找表實現(xiàn)相幅轉換，但通過這種方法實現(xiàn)高性能的

2、DDS需要很龐大的ROM表，論文針對其這一缺陷，使用CORDIC算法代替ROM表實現(xiàn)相幅轉換，不僅能夠獲得較高的精度，還可以節(jié)省硬件資源。 多通道信號采集系統(tǒng)在成像聲納系統(tǒng)中起到承上起下的作用。為了充分體現(xiàn)在高性能FPGA平臺上設計SOC系統(tǒng)的思路，本文提出了多片由A/D轉換芯片、高性能FPGA、CPCI總線接口、HOTLink串行數(shù)據(jù)傳輸接口組成的多通道信號采集硬件系統(tǒng)設計方案，同時對其實現(xiàn)方法進行了系統(tǒng)的研究；并在該硬件平臺

3、基礎上完成了其邏輯設計，使其具有了信號采集、數(shù)據(jù)緩存和數(shù)據(jù)上傳的功能。 為了得到成像聲納所需的正交信號，需要獲得信號的同相分量和正交分量。本文在研究了帶通采樣定理及正交變換理論的基礎上，分析了數(shù)字正交變換的幾種實現(xiàn)方法；利甩Verilog HDL語言與IP Core調用相結合的方法，采用低通濾波器法實現(xiàn)了正交變換，在保證正確性和盡可能快的處理速度的同時實現(xiàn)了資源合理優(yōu)化。 論文使用FPGA作為控制處理核心和傳輸橋梁，使系