基于32位定點(diǎn)DSP的軌道電路信號(hào)接收研究.pdf

1、目前國(guó)內(nèi)常采用16位定點(diǎn)DSP及32位浮點(diǎn)DSP實(shí)現(xiàn)軌道信號(hào)的接收處理。16位定點(diǎn)DSP運(yùn)算能力差、速度低；32位浮點(diǎn)DSP電路復(fù)雜、成本高。本文以ZPW-2000軌道電路為基礎(chǔ)，研究采用32位定點(diǎn)DSP TMS320F2812實(shí)現(xiàn)軌道信號(hào)的接收處理。 本文采用在理論分析、仿真的基礎(chǔ)上，進(jìn)行最小接收系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)，最終進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證的方法，完成了全文的研究?jī)?nèi)容： 1、對(duì)頻率細(xì)化算法ZOOM-FFT進(jìn)行了理論分析和仿真，證明

2、ZOOM-FFT可以在采樣點(diǎn)數(shù)不變的前提下，大幅提高頻率分辨率，降低采樣頻率，同時(shí)又能滿(mǎn)足采樣定理的要求；通過(guò)仿真ZPW-2000信號(hào)加不同窗函數(shù)后的頻譜，證明海明窗和漢寧窗能夠有效改善信號(hào)截?cái)鄬?duì)頻譜造成的干擾。解決了頻譜分析中的兩個(gè)主要問(wèn)題。 2、通過(guò)仿真比較了32位浮點(diǎn)、32位定點(diǎn)以及16位定點(diǎn)濾波器的實(shí)際濾波效果，以及這三種運(yùn)算的FFT頻譜分析效果，得出了32位定點(diǎn)DSP運(yùn)算能力的整體評(píng)價(jià)：與32位浮點(diǎn)相比，32位定點(diǎn)運(yùn)算

3、的系數(shù)量化、舍入誤差、溢出等問(wèn)題對(duì)濾波和FFT的影響不大，并且比16位定點(diǎn)DSP的性能有所提高。 3、根據(jù)大秦線(xiàn)主體化機(jī)車(chē)信號(hào)試驗(yàn)報(bào)告和西門(mén)子公司對(duì)動(dòng)車(chē)組諧波電流的計(jì)算值，分析了軌道信號(hào)接收的抗干擾需求，確定將帶內(nèi)信噪比2：1作為信號(hào)接收設(shè)備的抗干擾指標(biāo)。 4、根據(jù)鋼軌最小短路電流和TMS320F2812片內(nèi)A/D的模擬輸入電壓范圍，計(jì)算出輸入信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍，并由此確定了32位定點(diǎn)運(yùn)算的定標(biāo)值。 5、設(shè)計(jì)了雙CP

4、U比較校核的最小系統(tǒng)模塊電路，使一片DSP芯片一并實(shí)現(xiàn)A/D采樣、譯碼和輸出控制，簡(jiǎn)化了接收電路。 6、通過(guò)硬件仿真譯碼實(shí)驗(yàn)，檢驗(yàn)了ZPW-2000信號(hào)頻率指標(biāo)和幅度指標(biāo)的譯碼，驗(yàn)證了抗干擾性，并估算了應(yīng)變時(shí)間。 研究過(guò)程中的軟件仿真采用Matlab軟件，硬件仿真測(cè)試驗(yàn)證采用開(kāi)發(fā)板、仿真器和CCS2代碼調(diào)試器。 整個(gè)研究表明利用32位定點(diǎn)DSP實(shí)現(xiàn)軌道信號(hào)接收是可行的，比16位定點(diǎn)DSP提高了運(yùn)算精度；比32位浮