激光雷達(dá)數(shù)據(jù)采集卡在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 中的應(yīng)用,，詳情如下：

  一,、采集系統(tǒng)規(guī)格

  1．3通道，10bit1GSPSADC轉(zhuǎn)換器
  2．模擬帶寬100MHz
  3．輸入方式：?jiǎn)味?br/>  4．輸入阻抗50Ω
  5．ENOB：9.1bits@500MHz
  6．非線性失真±0.25LSB
  7．SNR：44dB
  8．存儲(chǔ)：板載1GDDR2
  9．信號(hào)調(diào)理模塊，支持PGA和AGC功能
  10．大規(guī)模FPGA,，支持?jǐn)?shù)字信號(hào)實(shí)時(shí)處理,，包括三通道FFT
  11．低抖動(dòng)采集時(shí)鐘發(fā)生器
  12．TI320C6455DSP模塊
  13．RS232和RS422通信接口
  14．板卡尺寸：284mm*130mm
  15．外供電電源板尺寸圖如下（單位：mm）：

  二,、FPGA控制邏輯以及算法實(shí)現(xiàn)

  2.1系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)如下：
 

  2.2FPGA部分邏輯實(shí)現(xiàn)要求：

  ①三通道ADCADC10D1000接口設(shè)計(jì),；
  ②采樣時(shí)鐘配置32bitSPI接口；
  ③同DSP的通信接口,。

  2.3FPGA算法實(shí)現(xiàn)：

  2.3.1實(shí)時(shí)波形產(chǎn)生：
  連續(xù)產(chǎn)生如下波形
 

  幅度有DAC硬件放大,。

  2.3.2在120Hz周期內(nèi)完成3次16K點(diǎn)的FFT處理（由外部觸發(fā)信號(hào)給出FFT的起始位置）
 

  2.3.3FFT部分

  ①找出1次FFT的峰值點(diǎn)，并在峰值點(diǎn)頻率附近設(shè)置搜索范圍,；
  ②在搜索范圍內(nèi)找到2次FFT以及3次FFT的峰值,；
  ③將三次峰值點(diǎn)記錄并上傳到DSP；
  ④XilinxXC5VSX95T具備的FFT能力如下：
 

  16bit數(shù)據(jù)輸入,，32k點(diǎn)FFT,，工作時(shí)鐘250MHz，需要資源為,LUT3300個(gè),，乘法單元9個(gè),，延遲約400us。所以,，我們按照3通道500M/s,，每秒計(jì)算360次，間隔約2.7ms,，所以當(dāng)前的FPGA完全支持3通道32kFFT實(shí)時(shí)計(jì)算,。此時(shí)輸出運(yùn)算結(jié)果數(shù)據(jù)量為2（實(shí)部虛部）x2（16bit）X32K。

  2.3.4AGC部分

  由于ADC輸出信號(hào)大小不一定,，我們?cè)谟布显O(shè)計(jì)了數(shù)字PGA電路,，通過SPI總線控制增益。每次需要計(jì)算輸入信號(hào)功率,，通過濾波后，根據(jù)功率設(shè)置動(dòng)態(tài)調(diào)整增益大小,。

  2.3.5DSP硬件部分

  設(shè)計(jì)基于TI320C6455芯片設(shè)計(jì)DSP板的硬件電路,；包括原理圖和PCB設(shè)計(jì)以及調(diào)試。DSP主要功能，同F(xiàn)PGA接口,，按主板已經(jīng)定義的接口和大小設(shè)計(jì)PCB,。兩個(gè)RS232接口，兩個(gè)RS485接口,。

  2.3.6DSP軟件部分部分

  ①通過接受RS485接口接收主機(jī)命令,，通過串口發(fā)送命令。
  ②接收FPGA輸出的峰值數(shù)據(jù)信息,。
  ③控制系統(tǒng)電源管理,。