本文關(guān)鍵詞：基于FPGA的超寬帶數(shù)字后端設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)　出處：《貴州大學(xué)》2016年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 接收機(jī) 數(shù)字后端 FPGA 高速采樣

【摘要】：隨著我國(guó)射電天文學(xué)的發(fā)展,高靈敏度的射電望遠(yuǎn)鏡成為射電觀測(cè)的重要設(shè)備。例如我國(guó)正在建設(shè)中的500 m口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡(FAST--Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope)將成為世界上最大、最靈敏的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡,它有望在中性氫巡視、脈沖星搜索、國(guó)際VLBI網(wǎng)聯(lián)測(cè)及地外生命搜尋等重要前沿領(lǐng)域取得突破。不同于光學(xué)望遠(yuǎn)鏡,需要鏡筒、目鏡以及物鏡,射電望遠(yuǎn)鏡是由天線和接收系統(tǒng)組成的,天線接收面積越大,接收機(jī)的性能越好,望遠(yuǎn)鏡的靈敏度就越高。接收機(jī)系統(tǒng)是望遠(yuǎn)鏡的重要組成部分,是決定望遠(yuǎn)鏡性能的關(guān)鍵因素。目前世界最大射電望遠(yuǎn)鏡FAST在我國(guó)貴州省緊張建設(shè)中,當(dāng)大射電望遠(yuǎn)鏡的建設(shè)完成后,其可接收到的數(shù)據(jù)量是巨大的,尤其對(duì)于巡天項(xiàng)目,望遠(yuǎn)鏡接收到的數(shù)據(jù)速率在MB/s級(jí)左右。本文針對(duì)FAST項(xiàng)目的建設(shè)目標(biāo)與應(yīng)用需要,設(shè)計(jì)了一種超寬帶射電天文數(shù)據(jù)采集數(shù)字后端,選用美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的超高速ADC芯片,配合高性能的Xilinx公司的FPGA芯片采集、對(duì)大數(shù)據(jù)并行處理,最后通過(guò)萬(wàn)兆以太網(wǎng)高速輸出。該射電天文望遠(yuǎn)鏡接收機(jī)主要由模擬前端與數(shù)字后端組成,數(shù)字后端的功能則主要包括:ADC模塊實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)采集功能,FPGA模塊實(shí)現(xiàn)并行數(shù)據(jù)處理功能,高速數(shù)據(jù)傳輸單元實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)輸出。相關(guān)的研究?jī)?nèi)容為:1)數(shù)據(jù)送至兩片高性能ADC集成電路板,以3.2GHz超大帶寬采樣,12比特量化,ADC通過(guò)分時(shí)復(fù)用,將數(shù)據(jù)分成16路數(shù)據(jù),多通道送給FPGA板,進(jìn)行多相濾波處理,再做并行4K點(diǎn)數(shù)的快速傅里葉變換處理,處理后的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到FPGA板上RAM存儲(chǔ)空間。2)存儲(chǔ)單元中采用兩個(gè)緩沖模塊做buffer,進(jìn)行交替存儲(chǔ),即當(dāng)一個(gè)緩沖模塊存滿以后,FPGA就選擇另一個(gè)緩沖模塊進(jìn)行存儲(chǔ),并且將第一個(gè)緩沖模塊中的數(shù)據(jù)送給萬(wàn)兆以太網(wǎng)口緩沖區(qū)輸出,最后送到后端基于CPU或者GPU的服務(wù)器集群系統(tǒng)進(jìn)行存儲(chǔ)或者處理。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室的調(diào)試及測(cè)試,本論文所設(shè)計(jì)數(shù)字后端可以滿足0~1.6GHz頻率范圍的高速信號(hào)采集能力,可以實(shí)現(xiàn)4096通道的并行處理能力,并且具有可上升擴(kuò)展空間,以及可調(diào)節(jié)的數(shù)據(jù)輸出能力。本論文所設(shè)計(jì)的接收機(jī)系統(tǒng),作為FAST望遠(yuǎn)鏡寬帶接收機(jī)的基礎(chǔ),將會(huì)在FAST望遠(yuǎn)鏡實(shí)地測(cè)試。在脈沖星搜索,譜線觀測(cè)等天文科學(xué)觀測(cè)目標(biāo)中發(fā)揮重要作用。
【學(xué)位授予單位】：貴州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TH751

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 關(guān)福宏;王闖;田為中;錢(qián)蓉;孫曉瑋;;直接檢波式毫米波接收機(jī)研制[J];紅外與毫米波學(xué)報(bào);2007年02期

2 齊英鑫;;高頻率接收機(jī)的研究及電路的設(shè)計(jì)[J];科技信息;2012年33期

3 曹沖;;星載GPS接收機(jī)的特殊要求問(wèn)題[J];電波與天線;1996年05期

4 王正明,董紹武,任燕,漆溢,劉春俠,王改霞;CSAO多通道GPS/GLONASS接收機(jī)試運(yùn)行結(jié)果[J];陜西天文臺(tái)臺(tái)刊;2001年02期

5 程知群,孫曉瑋,錢(qián)蓉;8mm芯片集成接收機(jī)仿真與研制[J];紅外與毫米波學(xué)報(bào);2003年04期

6 王偉華;趙融冰;夏博;;單天線軟件譜線接收機(jī)系統(tǒng)[J];中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)年刊;2008年00期

7 張邦信;李達(dá)銘;;長(zhǎng)波定時(shí)接收機(jī)的時(shí)延測(cè)量方法[J];陜西天文臺(tái)臺(tái)刊;1980年02期

8 劉以f，

本文編號(hào)：1324404