基于CF卡的任意波形产生研究

论文摘要

雷达技术的迅速发展,促使雷达性能不断提高。如何根据需要选择适当波形是雷达系统设计的一项重要工作,因此雷达波形产生技术,属于雷达系统的关键技术之一。近年来波形产生技术已经由传统的纯模拟方法发展到现在的直接数字合成(DDS)。采用数字方式获得脉冲压缩信号已成为现代雷达普遍采用的波形合成方法,波形产生数字化已成为雷达系统数字化的关键组成部分。DDS技术又具体分为两种方法:直接数字频率合成(Direct Digital Frequency Synthesis,简称DDFS)和直接数字波形合成(Direct Digital Waveform Synthesis,简称DDWS)。DDWS技术不仅具有精确的相位,频率分辨力,而且能够方便的实现各种复杂波形,同时能够采用各种有效的方法提高频谱纯度。最重要的是该技术可以在调频带宽内对雷达系统信号的幅度和相位进行预失真校正,从而得到接近理想的输出信号。采用DDWS技术产生的波形具有严格的相干性、可重复性、高度的稳定性和可编程的优点,能够方便的实现波形参数捷变以及产生任意复杂波形,满足现代电子战环境中对雷达抗干扰和强生存能力的迫切要求,因此对DDWS技术的深入研究具有非常重要的现实意义。本文的主要工作如下:1.对直接数字波形合成(DDWS)及直接数字频率合成(DDFS)两种数字波形产生方法进行了分析对比。2.分析了SOPC系统相比与SOC系统的优势,介绍了基于Nios II的SOPC系统的主要特点以及采用Nios II系统实现该设备的可行性及优点。3.完成了基于CF卡的数字波形产生器系统研究和软件设计。4.完成了系统软硬件调试,对输出波形进行测试和分析。结果表明该设备基本达到设计要求,性能优良。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 任意波形发生器概述
• 1.2 任意波形发生器发展现状
• 1.3 本文完成的主要工作
• 1.4 论文内容安排
• 第二章 任意波形产生理论分析
• 2.1 任意波形产生技术与误差分析
• 2.1.1 频率合成技术
• 2.1.1.1 DDS 工作原理
• 2.1.1.2 DDS 误差模型
• 2.1.1.3 DDWS 与DDFS 的比较
• 2.1.2 脉冲压缩信号讨论
• 2.1.2.1 脉冲压缩信号分析
• 2.1.2.2 DDWS 中的线性调频信号设计
• 2.1.2.3 DDS 中的误差分析
• 2.2 本章小结
• 第三章 基于 Nios II 的 SOPC 系统
• 3.1 SOC 与SOPC 简介
• 3.1.1 集成电路IP
• 3.1.2 片上系统SOC
• 3.1.3 可编程片上系统SOPC
• 3.2 基于 Nios II 的 SOPC 系统简介
• 3.2.1 Nios II 处理器简介
• 3.2.2 AVALON 总线简介
• 3.3 本章小节
• 第四章 任意波形产生器的方案设计与实现
• 4.1 系统方案设计
• 4.1.1 系统主要性能
• 4.1.2 系统工作原理
• 4.1.2.1 系统框图
• 4.1.2.2 主要功能模块介绍
• 4.1.3 高速数模混合电路设计
• 4.1.3.1 电路布线设计
• 4.1.3.2 FPGA 器件选取
• 4.1.3.3 DAC 器件选取
• 4.2 系统实现
• 4.2.1 SOPC 的实现
• 4.2.1.1 SOPC 硬件搭建
• 4.2.1.2 CF 卡控制器设计
• 4.2.2 SOPC 软件设计
• 4.2.2.1 NiosⅡ外设驱动开发
• 4.2.2.2 CF 卡驱动设计与实现
• 4.3 本章小节
• 第五章 系统测试结果及分析
• 5.1 系统测试框图
• 5.2 系统测试结果
• 5.2.1 波形数据产生
• 5.2.2 波形测试结果及分析
• 5.3 系统实物照片
• 5.4 本章小节
• 第六章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历