本文關鍵詞：聲光信號處理測試系統(tǒng)硬件的設計與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文研究了聲光信號處理技術,設計和實現(xiàn)了聲光信號處理測試系統(tǒng)的硬件電路,編寫了相關測試軟件,完成了系統(tǒng)硬件的功能調(diào)試。針對聲光布喇格器件設計了為其提供驅(qū)動信號的聲光頻率合成源。通過對比四種頻率合成技術,選擇了DDS+PLL混合式頻率合成技術。頻率合成源電路主要包括DDS、PLL、射頻開關、混頻器、帶通濾波器、可變增益放大器、功率放大器等部分。在搭建頻率源原理電路時,采用ADS對鎖相環(huán)相位噪聲進行了仿真以供設計參考。在設計頻率源PCB時,對電路的電磁兼容性、信號完整性和電源完整性進行了考慮。針對聲光頻譜分析、聲光相關處理以及課題組提出的聲光信號處理系統(tǒng),設計了聲光信號后處理系統(tǒng),包括以FPGA為核心的數(shù)字信號預處理模塊,以DSP為核心的數(shù)字信號精處理模塊及通信模塊,以FPGA為核心的數(shù)據(jù)顯示模塊。使用Verilog硬件語言設計了CCD、A/D轉(zhuǎn)換器和LCD的時序驅(qū)動以及SDRAM的讀寫控制等程序。使用C語言設計了DSP的初始化程序、以太網(wǎng)控制器的數(shù)據(jù)收發(fā)程序和USB控制器的初始化程序等。進行了聲光布喇格衍射實驗,實現(xiàn)對聲光頻率合成源和聲光信號后處理系統(tǒng)的聯(lián)合調(diào)試。通過分析不同頻率下衍射光位置的分布趨勢,結合聲光器件進行布喇格衍射時的特性,證實了本文設計的聲光信號處理測試系統(tǒng)是可行的。
【關鍵詞】：聲光 頻率合成 FPGA DSP
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN911.7
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-25
• 1.1 引言11-13
• 1.2 聲光信號處理技術的應用及發(fā)展13-16
• 1.2.1 聲光信號處理技術的應用13-14
• 1.2.2 聲光信號處理技術的國內(nèi)外發(fā)展情況14-16
• 1.3 聲光器件及聲光驅(qū)動源簡介16-20
• 1.3.1 聲光器件原理及衍射模型16-18
• 1.3.2 聲光器件的發(fā)展18
• 1.3.3 聲光驅(qū)動源的介紹18-20
• 1.4 聲光信號后處理系統(tǒng)20-23
• 1.4.1 FPGA+DSP結構的介紹20-21
• 1.4.2 FPGA+DSP構架的聲光信號后處理系統(tǒng)21-23
• 1.5 本文研究內(nèi)容及章節(jié)安排23-25
• 第二章 聲光頻率合成源的硬件設計25-49
• 2.1 聲光頻率合成源的總體結構設計25-28
• 2.1.1 頻率合成技術25-26
• 2.1.2 聲光頻率源電路的總體設計26-28
• 2.2 溫度補償晶振（TCXO）28-29
• 2.3 直接數(shù)字頻率合成器（DDS）29-31
• 2.3.1 DDS的結構29
• 2.3.2 AD9850的結構及其外圍電路設計29-30
• 2.3.3 DDS后端低通濾波器設計30-31
• 2.4 鎖相環(huán)路設計31-37
• 2.4.1 鎖相環(huán)路的結構31-32
• 2.4.2 ADF4351的結構及外圍電路設計32-33
• 2.4.3 環(huán)路濾波器的設計33-34
• 2.4.4 鎖相環(huán)相位噪聲的仿真34-37
• 2.5 調(diào)頻電路設計37-39
• 2.6 ASK調(diào)制電路的設計39-40
• 2.7 調(diào)幅電路的設計40-41
• 2.8 混頻器后端帶通濾波器及放大電路設計41-42
• 2.9 巴倫變換器電路設計42-43
• 2.10可變增益放大器、功放電路設計43-44
• 2.11頻率源供電模塊設計44-45
• 2.12 頻率源PCB的設計45-48
• 2.12.1 頻率源PCB的總體規(guī)劃45-46
• 2.12.2 PCB基材的選取和布線寬度設計46-47
• 2.12.3 電源的濾波和去耦47
• 2.12.4 頻率源PCB設計時的注意事項47-48
• 2.13 本章小結48-49
• 第三章 聲光信號后處理系統(tǒng)的硬件設計49-65
• 3.1 聲光信號后處理系統(tǒng)的總體結構設計49-50
• 3.2 數(shù)字信號預處理模塊的硬件設計50-55
• 3.2.1 聲光信號采集模塊的設計50-51
• 3.2.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的設計51-53
• 3.2.3 FPGA至DSP數(shù)據(jù)傳輸模塊的設計53-54
• 3.2.4 FPGA配置電路的設計54-55
• 3.3 系統(tǒng)通信模塊的硬件設計55-58
• 3.3.1 DSP的外部存儲器空間分配55-56
• 3.3.2 以太網(wǎng)的硬件電路設計56-57
• 3.3.3 USB2.0 的硬件電路設計57-58
• 3.3.4 UART串.通信模塊的硬件電路設計58
• 3.4 數(shù)據(jù)顯示模塊的硬件電路設計58-62
• 3.4.1 數(shù)據(jù)顯示模塊的總體規(guī)劃59-60
• 3.4.2 SDRAM的硬件電路設計60
• 3.4.3 LCD驅(qū)動電路設計60-62
• 3.4.4 LCD顯示控制電路的硬件設計62
• 3.5 聲光信號后處理系統(tǒng)電源模塊的設計62-63
• 3.6 聲光信號后處理系統(tǒng)電路PCB的設計63-64
• 3.7 本章小結64-65
• 第四章 聲光信號處理測試系統(tǒng)的軟件設計65-85
• 4.1 聲光頻率源的控制程序設計65-68
• 4.1.1 AD9850的控制程序設計65
• 4.1.2 ADF4351的控制程序設計65-66
• 4.1.3 ADL5592的控制程序設計66
• 4.1.4 頻率源的掃頻程序設計66-68
• 4.2 數(shù)字信號預處理模塊的程序設計68-72
• 4.2.1 CCD時序驅(qū)動程序的設計68-70
• 4.2.2 AD9826驅(qū)動時鐘的程序設計70-71
• 4.2.3 數(shù)據(jù)組合模塊的程序設計71-72
• 4.3 DSP及系統(tǒng)通信模塊程序設計72-77
• 4.3.1 DSP程序的總體設計72-73
• 4.3.2 DSP系統(tǒng)初始化程序設計73-74
• 4.3.3 以太網(wǎng)控制器的程序設計74-76
• 4.3.4 USB控制器的程序設計76-77
• 4.4 數(shù)據(jù)顯示模塊的程序設計77-84
• 4.4.1 輸入SRAM的程序設計77
• 4.4.2 圖像轉(zhuǎn)換模塊的程序設計77-80
• 4.4.3 SDRAM的控制程序設計80-82
• 4.4.4 輸出SRAM控制程序的設計82-83
• 4.4.5 LCD時序驅(qū)動程序的設計83-84
• 4.5 本章小結84-85
• 第五章 系統(tǒng)硬件調(diào)試及結果85-108
• 5.1 聲光頻率源的調(diào)試及結果85-94
• 5.1.1 DDS電路的調(diào)試結果85-86
• 5.1.2 PLL電路的調(diào)試結果及分析86-88
• 5.1.2.1 PLL電路的調(diào)試及輸出頻譜86-87
• 5.1.2.2 PLL的相位噪聲及分析87-88
• 5.1.3 頻率調(diào)制的調(diào)試結果88-91
• 5.1.3.1 窄帶調(diào)頻的調(diào)試結果88-89
• 5.1.3.2 寬帶調(diào)頻的調(diào)試結果89-91
• 5.1.4 幅度調(diào)制的調(diào)試結果91-92
• 5.1.5 ASK調(diào)制的結果92-93
• 5.1.6 可變增益放大器ADL5592的調(diào)試結果93
• 5.1.7 功放模塊BGY888的調(diào)試結果93-94
• 5.2 聲光信號后處理系統(tǒng)的調(diào)試及結果94-102
• 5.2.1 信號采集及傳輸功能調(diào)試94-95
• 5.2.2 系統(tǒng)通信功能調(diào)試95-99
• 5.2.2.1 以太網(wǎng)調(diào)試95-97
• 5.2.2.2 USB調(diào)試97-99
• 5.2.3 數(shù)據(jù)顯示模塊的調(diào)試及結果99-102
• 5.2.3.1 輸入SRAM的調(diào)試結果99-100
• 5.2.3.2 SDRAM的調(diào)試結果100-101
• 5.2.3.3 LCD顯示功能調(diào)試101-102
• 5.2.3.4 系統(tǒng)數(shù)據(jù)顯示功能調(diào)試102
• 5.3 聲光布喇格衍射實驗102-107
• 5.3.1 實驗方案103-104
• 5.3.2 布喇格衍射光位置分布實驗104-107
• 5.4 本章小結107-108
• 第六章 總結與展望108-110
• 6.1 課題總結108
• 6.2 課題展望108-110
• 致謝110-111
• 參考文獻111-114
• 攻碩期間取得成果114-115
• 附錄115-117

【參考文獻】

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 劉榮旺;基于FPGA實時DVI視頻信號融合技術[D];電子科技大學;2013年

  本文關鍵詞：聲光信號處理測試系統(tǒng)硬件的設計與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：307497