基于fpga的高速信号采集与处理

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1、武汉理工大学硕士研究生课程论文课程：《现代电路与系统》开课学院：信息工程学院学期：2011-2012年度第2学期成绩《基于FPGA的高速信号采集与处理》姓名庞锦学号1049721103104院系信息工程学院专业物理电子学指导老师娄平提交时间：2012年5月22日基于FPGA的高速信号采集与处理摘要近年来，随着科学技术的发展，数字信号处理技术在各个领域得到了广泛的应用。人们以往通常使用DSP和ARM来对信号进行采集和处理，但由于DSP和ARM的许多功能都是靠软件来完成，整个软件的运行需要占采样时间的一部分，再加上它们不能

2、很好地控制复杂的外围硬件电路的逻辑，使得它们在高速数据采集和处理上具有很大的缺陷。现场可编程门阵列（FPGA）具有实时性、可控制性和处理速度快等特点，它的出现使得高速数字信号的采集和处理变得越来越容易。本文设计了基于FPGA的高速信号采集板，并把所采集的信号数据在FPGA的开发板DE2上接收、验证和处理。设计的主要内容包括：1.精心选择A/D采样芯片，设计高速信号采集电路板。2.简绍FFT的工作原理，并在MATLAB下进行仿真说明。3.简绍关于FPGA方面的知识和设计所用的开发软件QuartusII8.0。4.接收并验

3、证所采集的高速信号，并对其做FFT变换。试验结果表明，使用FPGA能对高速的信号进行准确的采集和处理。整个系统的设计具有实时性好，精度高和可修改性强的特点，可以满足高数信号的采集和处理的需要，为从事高速信号采集和处理的相关人员提供了良好的方法和手段。关键词：FPGA；高速数据；采集；FFT；AbstractIntherecentyears,thedigitalsignalprocessingtechnologyobtainedthewidespreadapplicationineachdomainwithscience

4、'sandtechnology'sdevelopment,peopleformerlyusuallyusedDSPandARMtocatchandprocessthesignal.ButDSPandARM'smanyfunctionscompletelydependonthesoftware,theentiredsoftware'smovementneedstooccupythetimeofcatching.inadditiontheycan'tcontrolthecomplexperipherycircuit'slo

5、gicofhardwareverywell.sotheyhaveverybigflawinhighspeeddatagatheringandprocessing.Field－ProgrammableGateArrayhastimeliness,thecontrollabilityandtheprocessingspeedquicklyandsooncharacteristics,itsappearancecausesthehighspeedfiguresignalgatheringandprocessingbecome

6、moreandmoreeasy.ThisarticlehasdesignedbasedontheFPGADE2developmentboardandhaveprocessedthesignaldatawhichgathersonFPGAdevelopmentboardDE2,thedesigncoverageincludes:1.designinghighspeedsignalgatheringcircuitboard;2.introductingtheprincipleofFFTindetail.3introduct

7、iontheknowledgeofFPGAandsoftwareofQuartusⅡ.4.catching,ConfirmatingandmakingtheFFTtransformationtothesignal.Thetest’sresultindicatesthatitisabletocarryonandprocessforthehighspeedsignalwithFPGA.Allthesystemhastheverygoodtimeliness,highprecisionandstrongmodifiabili

8、tycharacteristic.itissatisfythehighspeedsignalgatheringandtheprocessing’sneed.KeyWord:FPGA;highspeeddata;catch;FFT;第一章绪论数字信号处理技术是一门涉及多个学科的新兴技术，在人们日常生活和科研等许多领域都得到了广泛的应