基于dsp%2bfpga的信号处理实验系统研制new

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1、万方数据第28卷第5期2007年5月仪器仪表学报ChineseJournalofScientificInstrumentVoL28No．5May2007基于DSP+FPGA的信号处理实验系统研制冰崔旭涛，杨日杰，何友(海军航空工程学院信息融合研究所烟台264001)摘要：本文利用DSP+FPGA技术，研制了一种信号处理实验系统，实现了滤波、MTI、求模、恒虚警等各种信号处理算法，对算法的实时陛、效果进行了验证和分析，可对各种算法的工程应用价值进行客观评估，已作为实验室专用设备用于雷达、水声信号处理有关算法的验证和分

2、析。该系统由DSP、FPGA、双路高速A／D和D／A等构成，可对串行、并行输入的信号进行处理，处理后的信号可以以串行、并行方式输出。本文对系统的硬件、软件结构和有关实验结果进行了介绍。关键词：雷达信号；水声信号；处理算法；实验系统中图分类号：TN911．72文献标识码：B国家标准学科分类代码：510．4030DevelopmentofsignalsystembasedonCuiXutao，YangRijie，HeYouDSPandFPGA(ResearchInstituteofInformationFusionof

3、NavalAeronauticalEngineeringInstitute，Yantai264001，China)Abstract：AsignalprocessingexperimentalsystemhasbeendevelopedusingDSPandFPGAtorealizevarioussignalprocessingalgorithms，suchasfiltering，MTI，modulecalculation，CFARandSOon．Thereal—timecharacteristicsandeffec

4、tsofthesystemarevalidatedandanalyzed．Thissystemcanobjectivelyevaluateengineeringvalueofvari一‘●^1‘1‘^‘●OUSalgorithms．andhasbecomespecialequipmenttorvalidationandanaNsisofalgorithmsinradarandacousticSlK—nalprocessing．ThissystemiscomprisedofDSP，FPGA，dualchannelhi

5、gh—speedA／DandD／A，andcanprocessserialandparallelinputsignals；andtheprocessedsignalscanbeoutputinserialandparallelmodes．Systemhard—ware．sottwarearchltecturesandexperimentalresultsareintroducedinthispaper．^1●·●‘Keywords：radarsignal；acousticsignal；processingalgor

6、ithm；experimentalsystem1引．．．：L一目在教学、科研过程中，由于没有构建实用的信号处理评估平台，使得对所研究的一些雷达和水声信号处理算法的实时陛、实用性缺乏科学的评估手段，无法用实际数据对算法的实时处理速度、处理效果、工程应用价值进行客观评估。本文根据实际需要，结合‘211O工程’实验室建设，利用高速A／D、D／A、DSP、FPGA等，设计完成了用于雷达、水声信号处理算法验证的实验系统，已被作为专用实验设备，用于信号处理算法的验证，在使用过程中取得了较好的效果。本文对系统的有关基本收稿日期：

7、2006-03ReceivedDate：2006-03术基金项目：国家自然基金(60572161)资助项目模型、硬件结构、软件流程、实验效果进行了分析。2数学模型本系统是基于DSP+FPGA的信号处理实验系统，根据实际课题的需要，该系统在这里用作雷达信号处理系统，要求采用数字信号处理技术完成对视频和中频线性调频信号进行实时的处理。下面简要介绍一下雷达信号处理中常用到的信号处理算法的数学模型u1。2．1数字正交雷达接收机输出的中频信号可以表示为：X(t)=a(t)exp[j(2氓t+咖(t))]=戈(t)exp(2氓

8、t)(1)式中：f0为中频频率；a(t)和咖(t)分别为信号的幅度和万方数据第5期崔旭涛等：基于DSP+FPGA的信号处理实验系统研制919相位；戈(t)称为X(t)的复包络信号，戈(t)包含了带通信号X(t)的所有信息，它可以表示为：r戈(t)=a(t)exp[j咖(t)]=，+jQ{，=o(t)cosq)(t)(2)I_Q=a(t)sinqb(t)式中：