基于非均匀采样的高速数据采集系统设计【精品毕业论文】

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1、电子科技大学硕士学位论文基于非均匀采样的高速数据采集系统设计姓名：石强申请学位级别：硕士专业：信息获取与探测技术指导教师：贺知明20070501摘要随着现代集成电路设计和制造技术的发展，单片模／数转换器(ADC)的采样速率大幅提升，已达到GHz量级，但由于受当前工艺所限，芯片采样率不能无限制增加。为提高系统带宽，达到更高采集速率，在工程中引入了并行采样技术，这种方法虽然能实现多片ADC的采样率叠加，但也由此产生了新的问题。以往的数字信号处理理论都建立在均匀采样的基础上，而对于并行采样，即使每片ADC都具有相同型号，仍然会因为器件参数的离散性而存在增益与

2、偏移的失配，再加上时钟抖动与延迟，电磁干扰以及其它外界误差等种种原因，使得相邻采样的间隔与幅值出现明显偏差，这被称为非均匀采样。此时用传统的波形重构方法恢复原始信号，会发生严重的非线性失真。本文先分析了均匀采样信号的基本理论，在此基础上提出了非均匀采样的工程与数学模型，并阐述了非均匀采样的傅立叶分析方法与时序分解方法。然后，对高速数据采集中关键的信号重构方法进行了推导，提出和分析了高速修正内插算法与加窗正弦参数自适应迭代算法。在系统实现部分，本文详细阐述了以DSP和FPGA为核心的非均匀采样硬件平台的设计与实现。以此平台为基础，对非均匀采样方法及其相应

3、算法进行了验证，实现了非均匀采样下的高速信号重构。最后，对系统存在的问题进行分析和总结，提出了下一步的工作展望。关键词：高速数据采集；非均匀采样；信号处理；DSP；FPGA；ABSTRACTDigitalsignalprocessingtechnologyhasbeendramaticallydevelopedinrecentyears，whichmakesittobetheprimarymethodinsignalprocessing．Dataacquisition,i．e．thetransformationfromanalogsignalstodi

4、gitalsignals，ishighlyimportantinhighspee．．ddigitalsignalprocessingbecauseofitssignificantimprovementforthesisalprocessing．Traditionaldataacquisitiongetsanalogmagnitudessuchasvoltage,temperature，pressure，displacement,andtransformsthemtodigitalonestostoreandprocessthroughdi西talpro

5、cessors．Withthedevelopmentofintegratedcircuitdesignandmanufacturingtechnology,thesamplingratiotomono—chipA／DishighlyincreasedanduptoGHz．Butthesametechnologylimitsthesamplingratiotoapracticallevel，othermethodsmustbedevelopedontheconditionofgivensamplingrate．Thisthesisfocus011b3【g

6、hqualityparallelsamplingofhighspeeddatathroughnon-uniformsamplingandDSPtechnology,someimportanttechniquesinthisfieldaregiveninthisthesis：comparingtheuniformsamplingwithnon-uniformonesbasedonsamplingtheory,analyzingthedifference,andproposingtheuniqueadvantagesofnon．uniformsamplin

7、g；Researchhasbeendone011signalreconstructionofuniformandnon-uniformsamplingproposedtworespectivengwmethodstorealizehigllspeeddigitalsignalreconstruction；Developedarealnon-uniformsamplingsystembasedonFPGAandDSP．AftersignalprocessingdatagetthroughparallelsamplingCanbepnntedonthesc

8、reen．WeCanvalidatenon-uniformmethodanditsalgori