被动毫米波雷达中基于PCI总线的数据采集系统设计

论文摘要

被动毫米波成像是利用目标、背景的电磁热辐射来实现的,与可见光及红外成像相比,毫米波成像在雾、云、烟尘、沙暴等恶劣气候条件下具有潜在的优势。目前被动毫米波成像系统普遍采用单天线波束进行机械扫描成像方式,但是却存在着空间分辨率不高和灵敏度较低的不足。近年来,随着毫米波固态器件以及高速信号处理技术的迅速发展,高灵敏度、高分辨率的多波束阵列成像技术正引起军事和民用领域的浓厚兴趣,毫米波辐射探测技术在许多领域发挥着越来越重要的作用。高速数据采集系统作为被动毫米波雷达的重要组成部分,对于其性能的提高起着关键的作用。本文根据研究课题实用化被动毫米波雷达,结合项目背景和需求,设计开发了基于PCI总线的高速数据采集系统,装置采用了PLXTech公司的PCI专用接口控制芯片PCI9054来实现基于PCI总线的数据采集,利用复杂可编程器件来实现数据采集系统的控制部分。本文介绍了信号采集理论、PCI总线基本结构和时序以及PCI接口芯片PCI9054的结构性能,并分别讨论了模数转换模块,逻辑控制模块,FIFO存储模块以及PCI接口模块,包括他们的芯片选择,实现方法和注意事项等。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 前言
• 1 被动毫米波成像系统简介
• 1.1 被动毫米波成像系统的特点和基本结构
• 1.2 本章总结
• 2 数据采集理论
• 2.1 数据采集基本理论
• 2.1.1 信号采样
• 2.1.2 量化
• 2.1.3 编码
• 2.2 本章总结
• 3 PCI 总线技术
• 3.1 概述
• 3.2 PCI 总线的特点
• 3.3 PCI 总线操作
• 3.3.1 总线命令
• 3.3.2 PCI 总线协议
• 3.4 PCI 总线的配置空间
• 3.4.1 配置空间的组织
• 3.4.2 配置空间的功能
• 3.5 本章总结
• 4 PCI 接口解决方案
• 4.1 PCI 接口方案
• 4.1.1 采用可编程逻辑器件CPLD 或FPGA
• 4.1.2 采用专用接口芯片
• 4.2 接口方案选择
• 4.3 PCI 接口芯片PLX9054 简介
• 4.3.1 PLX9054 结构和性能
• 4.3.2 PLX9054 内部寄存器
• 4.4 本章总结
• 5 数据采集卡模块化设计
• 5.1 模数转换模块
• 5.1.1 高速A/D 转换MAX1201
• 5.1.2 MAX1201 外围电路的设计
• 5.1.3 MAX1201 控制模块设计
• 5.2 逻辑控制模块
• 5.2.1 大规模PLD 器件的分类与比较
• 5.2.2 XC95288XL T0144 简介
• 5.2.3 XC95288XL TQ144 与其他模块的连接
• 5.3 FIFO 存储模块
• 5.3.1 存储模块的选择
• 5.3.2 使用IDT7206 应注意的问题
• 5.4 本章总结
• 6 PCI 接口电路设计
• 6.1 接口芯片工作方式选择
• 6.1.1 本地总线工作方式选择
• 6.1.2 数据传输模式选择
• 6.2 接口电路设计与实现
• 6.2.1 电路硬件设计
• 6.2.2 寄存器配置
• 6.3 电路设计要点和注意事项
• 6.4 本章总结
• 7 总结
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历
• 发表的学术论文