本文關(guān)鍵詞：沖擊型探地雷達(dá)的設(shè)計(jì)與研究　出處：《長(zhǎng)江大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 探地雷達(dá) 超寬帶脈沖源 FPGA 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 延時(shí)芯片

【摘要】：探地雷達(dá)是一種有效的無損探測(cè)儀器,在地質(zhì)勘探方面具有廣泛的應(yīng)用前景。在探地雷達(dá)的各種體制結(jié)構(gòu)中,沖擊型探地雷達(dá)因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、探測(cè)效果良好等特點(diǎn)而被廣泛采用。本文主要圍繞沖擊型探地雷達(dá)的脈沖源和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)展開研究。為了簡(jiǎn)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),提高系統(tǒng)的性能,降低系統(tǒng)的功耗,提出了一種基于FPGA和MCU架構(gòu)的設(shè)計(jì)方案。該方案以FPGA作為主控芯片,MCU輔助系統(tǒng)通信和功耗控制,既保證了系統(tǒng)良好的工作性能,又具有出色的低功耗特性。沖擊型探地雷達(dá)的發(fā)射機(jī)需要一個(gè)高功率的超寬帶脈沖。系統(tǒng)采用了雪崩三極管設(shè)計(jì)方案實(shí)現(xiàn)超寬帶脈沖。在分析了雪崩三極管的擊穿特性的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)并制作了雙極性脈沖源電路。實(shí)驗(yàn)測(cè)試,該電路輸出脈沖最大幅度可達(dá)到100V,脈沖寬度為7ns。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用等效采樣的設(shè)計(jì)方案。為了回避高速采樣門的設(shè)計(jì),等效采樣采樣選用了可控延時(shí)器配合寬帶模數(shù)轉(zhuǎn)換器的思想,其中,可編程延時(shí)器選用MC100EP196,模數(shù)轉(zhuǎn)換器選用AD9629。MC100EP196的最小延時(shí)步長(zhǎng)為10ps,所以,理論上該系統(tǒng)的等效采樣率可達(dá)到100GSa/s。在該部分的設(shè)計(jì)中,(1)在詳細(xì)說明等效采樣原理的基礎(chǔ)上,分析了系統(tǒng)方案的可行性;(2)等效采樣的控制系統(tǒng)由FPGA設(shè)計(jì)。通過FPGA的高速邏輯設(shè)計(jì),調(diào)節(jié)采集時(shí)鐘的精延時(shí)和粗延時(shí),以及發(fā)射觸發(fā)脈沖和采樣時(shí)鐘的同步,實(shí)現(xiàn)了雷達(dá)回波的數(shù)據(jù)采集;(3)設(shè)計(jì)了前端保護(hù)電路,該電路采用二極管限幅電路,允許輸入端輸入最高脈沖達(dá)到近100V。這樣采集系統(tǒng)可用于收發(fā)一體的天線系統(tǒng)。(4)利用STM32F103作為雷達(dá)的電源管理模塊,在長(zhǎng)時(shí)間接收不到工作命令或者收到待機(jī)命令時(shí),切斷發(fā)射機(jī)和數(shù)據(jù)采集模塊的電源,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的低功耗。為了檢驗(yàn)系統(tǒng)的性能,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了系列測(cè)試。其中包括時(shí)鐘信號(hào)完整性的測(cè)試,數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的測(cè)試。根據(jù)測(cè)試結(jié)果和采集回波的效果圖可知,該方案能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)較低頻探地雷達(dá)回波的采集,等效采樣率為20GSa/s時(shí),測(cè)試效果良好。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TN959

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5 王s，

本文編號(hào)：1349681