基才FPGA的等效时间采样-论文.pdf

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1、第23卷第2期电子设计工程2015年1月Vo1．23No．2ElectronicDesiznEngJan．2015基才FPGA的等效时间采样刘建博，郭文秀，张捷，伍守豪(1．西北工业大学电子信息学院，陕西西安71o072；2．深圳清华大学研究院数字电视系统重点实验室，广东深圳518057)■摘要：等效时间采样技术实现了用低速模数转换器件对周期性宽带模拟信号的高速采集．降低了系统时ADC器件的速度要求。进而降低了系统实现的复杂度。在这里介绍了等效时间采样的原理和方法并提出了一种基于FPGA的等效时间采样方法。这种方法在被采集周期性宽

2、带模拟信号的一个周期中可以实现等效时间采样的变频采样。关键词：等效时间采样；FPGA；数据采集；变频中围分类号：TN98文献标识码：A文章编号：1674—6236(2015)02—0122—03Designandrealizationofequivalent—timesamplingbasedonFPGALIUJian—bo，GUOWen·xiu，ZHANGJie，WUShou·hao(1．SchoolofElectronicsandInformation，NorthwesternPolytechnicalUniversity，X

3、i’an710072，China；2．Di~tdTVSystemKeyLab，ResearchInstituteofTsinghuaUniversityinShenzhen，Shenzhen518057，China)Abstract：Usingslowrateanalogtodigitalconveaer(ADC)canrealizedataacquisitiontoperiodicwidebandanalogsignalbyusingequivalent-timesampling(ETS)technologywhichreduc

4、estherequirementsonthespeedoftheADCdeviceandfutherreducesthecomplexityofsystemimplementation．Theprincipleofequivalent-timesamplingandanewmethodbasedonFPGAareintroducedhere．Thisnewmethodcanachievefrequencyconversionsamplinginacycleofthecollectedperiodicallywidebandanal

5、ogsigna1．Keywords：equivalent-timesampling；FPGA；dataacquisition；frequencyconversion在现代电子测量、通讯系统以及生物医学等领域．经常介绍了两种硬件实现的等效时间采样中的顺序采样。涉及对宽带模拟信号进行数据采集和存储，以便计算机进一下面我将介绍等效时间采样中的混合时间采样．对于周步进行数据处理。为了对高速模拟信号进行不失真采集，根期性信号的等效时间采样如图1(a所示。据奈奎斯特定理，采样频率必须为信号频率的2倍以上，但在第一周期中的横轴(时间)的第2与第

6、6处的时钟上在电阻抗多频及参数成像技术中正交序列数字解调法的抗升沿对模拟信号进行采样，图中的箭头表示采样时刻。在一噪性能对信号每周期的采样点数决定，采样点数越多．抗噪个周期中可以采集两个点，紧接着在第二个周期横轴的第11性能越高【1】。当采样信号频率很高时。为了在被采样信号的一与第l5处的时钟上升沿对模拟信号进行采样。为了方便观周期内多采样。就需要提高采样时钟的频率，但是由于系统察在此将第一至第五周期的波形纵向排列。可以看到第二周的ADC器件时钟速率并不能达到要求的高频速率或者存储期比第一周的采样点距离各自周期起始点的时间晚了一个

7、处理速度等不能满足要求因此我们可以采用低速ADC器件时钟周期。第三周期比第二周的采样点距离第三周期起始点通过等效时间采样来对宽带模拟信号进行数据采集从而使的时间晚了一个时钟周期。在第四周期进行采样时我们可以系统易于实现。发现第二个采样点已经进入第五周期。如果我们在第五周期周试图继续用以上方式进行采样即第五周期比第四周的采1等效时间采样原理样点距离起始点的时间晚一个时钟周期，那么我们会发现在等效时间采样技术是把周期性或准周期性的高频、快速第五周期的采样起始点采样到的值重复了第一周期采样到信号变换为低频的慢速信号。在电路上只对取样前的

8、电路具的数值。所以此时我们可以终止采样那么我们就得到了如图有高频的要求．大大降低采样变换后的信号处理、显示电路1中的第6个波形示意图所表示的在一个周期的正弦波形中对速度的要求，简化了整个系统的设计难度[31。等效时间采样采到的8个数据点。分为顺序采