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微弱信号检测与辨识机制研究

作　者: 时美子
导　师: 冀常鹏
学　校: 辽宁工程技术大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 微弱信号检测信号调理 FPGA AD7865 Verilog HDL
分类号: TN911.23
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

微弱信号检测的目的是从噪声中提取有用信号,或用一些新技术和新方法来提高检测系统输出信号的信噪比。本文简要分析了常用的微弱信号检测理论,对小波变换的微弱信号检测原理进行了进一步的分析。然后提出了微弱信号检测系统的软硬件设计,在阐述了系统的整体设计的基础上,对电路所选芯片的结构和性能进行了简单的介绍,选用了具有14位分辨率的4路并行A/D转换器AD7865作为模数转换器,且选用Xilinx公司的Spartan-3系列FPGA逻辑器件作为控制器,控制整个系统的各功能模块。同时,利用FPGA设计了先入先出存储器,充分利用系统资源,降低了外围电路的复杂度,为电路调试及制板带来了极大的方便,且提升了系统的采集速度和集成度。系统的软件设计采用Verilog HDL语言编程,在Xilinx ISE软件开发平台上完成编译和综合,并选用ModelSim SE 6.0完成了波形仿真。

全文目录

致谢  5-6
摘要  6-7
Abstract  7-11
引言  11-14
  1.1 研究目的及意义  11-12
  1.2 微弱信号检测技术的研究现状  12
  1.3 微弱信号检测的发展趋势  12-13
  1.4 本文的主要研究内容  13-14
2 微弱信号检测理论  14-29
  2.1 微弱信号检测原理  14
  2.2 传统微弱信号检测理论  14-18
    2.2.1 相关检测法  15-16
    2.2.2 同步积累法  16-17
    2.2.3 取样积分法  17-18
  2.3 现代微弱信号检测理论  18-22
    2.3.1 小波变换  19-20
    2.3.2 随机共振  20-22
    2.3.3 混沌动力学  22
  2.4 小波消噪  22-29
    2.4.1 Mallat 算法  23-24
    2.4.2 小波分解与重构  24-26
    2.4.3 小波变换的阈值去噪  26-29
3 FPGA 简介  29-36
  3.1 可编程逻辑器件分类  29-30
  3.2 FPGA 简介  30-35
    3.2.1 FPGA 基本结构  30-32
    3.2.2 FPGA 设计流程  32-34
    3.2.3 FPGA 特点  34-35
  3.3 硬件描述语言Verilog HDL  35-36
4 系统硬件电路设计  36-49
  4.1 信号采集系统  36
  4.2 信号调理电路  36-39
    4.2.1 带通滤波电路  37-38
    4.2.2 信号放大电路  38-39
  4.3 模数转换电路  39-41
  4.4 电源电路  41-43
  4.5 FPGA 开发平台  43-45
  4.6 系统的抗干扰设计  45-49
    4.6.1 电路设计  46-47
    4.6.2 PCB 布局布线  47-49
5 FPGA 程序设计  49-58
  5.1 顶层模块  49-50
  5.2 缓存模块  50-52
  5.3 AD 控制模块  52-54
  5.4 时钟控制模块  54-56
  5.5 信号检测模块  56-58
6 系统调试与结果分析  58-61
  6.1 信号采集板的调试  58
  6.2 结果分析  58-61
    6.2.1 电源电路  58-59
    6.2.2 带通滤波电路  59
    6.2.3 放大电路  59-61
结论  61-62
参考文献  62-65
附录A 原理图  65-68
附录B PCB 板图实物图  68-69
附录C 信号检测模块仿真程序  69-77
作者简历  77-78
学位论文数据集  78-79

微弱信号检测与辨识机制研究

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