本文關鍵詞：基于FPGA的超寬帶數字后端設計與實現　出處：《貴州大學》2016年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 接收機 數字后端 FPGA 高速采樣

【摘要】：隨著我國射電天文學的發(fā)展,高靈敏度的射電望遠鏡成為射電觀測的重要設備。例如我國正在建設中的500 m口徑球面射電望遠鏡(FAST--Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope)將成為世界上最大、最靈敏的單口徑射電望遠鏡,它有望在中性氫巡視、脈沖星搜索、國際VLBI網聯測及地外生命搜尋等重要前沿領域取得突破。不同于光學望遠鏡,需要鏡筒、目鏡以及物鏡,射電望遠鏡是由天線和接收系統(tǒng)組成的,天線接收面積越大,接收機的性能越好,望遠鏡的靈敏度就越高。接收機系統(tǒng)是望遠鏡的重要組成部分,是決定望遠鏡性能的關鍵因素。目前世界最大射電望遠鏡FAST在我國貴州省緊張建設中,當大射電望遠鏡的建設完成后,其可接收到的數據量是巨大的,尤其對于巡天項目,望遠鏡接收到的數據速率在MB/s級左右。本文針對FAST項目的建設目標與應用需要,設計了一種超寬帶射電天文數據采集數字后端,選用美國國家半導體公司生產的超高速ADC芯片,配合高性能的Xilinx公司的FPGA芯片采集、對大數據并行處理,最后通過萬兆以太網高速輸出。該射電天文望遠鏡接收機主要由模擬前端與數字后端組成,數字后端的功能則主要包括:ADC模塊實現高速數據采集功能,FPGA模塊實現并行數據處理功能,高速數據傳輸單元實現高速數據輸出。相關的研究內容為:1)數據送至兩片高性能ADC集成電路板,以3.2GHz超大帶寬采樣,12比特量化,ADC通過分時復用,將數據分成16路數據,多通道送給FPGA板,進行多相濾波處理,再做并行4K點數的快速傅里葉變換處理,處理后的數據存儲到FPGA板上RAM存儲空間。2)存儲單元中采用兩個緩沖模塊做buffer,進行交替存儲,即當一個緩沖模塊存滿以后,FPGA就選擇另一個緩沖模塊進行存儲,并且將第一個緩沖模塊中的數據送給萬兆以太網口緩沖區(qū)輸出,最后送到后端基于CPU或者GPU的服務器集群系統(tǒng)進行存儲或者處理。經過實驗室的調試及測試,本論文所設計數字后端可以滿足0~1.6GHz頻率范圍的高速信號采集能力,可以實現4096通道的并行處理能力,并且具有可上升擴展空間,以及可調節(jié)的數據輸出能力。本論文所設計的接收機系統(tǒng),作為FAST望遠鏡寬帶接收機的基礎,將會在FAST望遠鏡實地測試。在脈沖星搜索,譜線觀測等天文科學觀測目標中發(fā)揮重要作用。
【學位授予單位】：貴州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH751

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 關福宏;王闖;田為中;錢蓉;孫曉瑋;;直接檢波式毫米波接收機研制[J];紅外與毫米波學報;2007年02期

2 齊英鑫;;高頻率接收機的研究及電路的設計[J];科技信息;2012年33期

3 曹沖;;星載GPS接收機的特殊要求問題[J];電波與天線;1996年05期

4 王正明,董紹武,任燕,漆溢,劉春俠,王改霞;CSAO多通道GPS/GLONASS接收機試運行結果[J];陜西天文臺臺刊;2001年02期

5 程知群,孫曉瑋,錢蓉;8mm芯片集成接收機仿真與研制[J];紅外與毫米波學報;2003年04期

6 王偉華;趙融冰;夏博;;單天線軟件譜線接收機系統(tǒng)[J];中國科學院上海天文臺年刊;2008年00期

7 張邦信;李達銘;;長波定時接收機的時延測量方法[J];陜西天文臺臺刊;1980年02期

8 劉以f，

本文編號：1324404