基于變換采樣的超寬帶接收機(jī)設(shè)計(jì)

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

該系統(tǒng)用于無失真接收脈沖超寬帶周期信號(hào)。超寬帶信號(hào)脈沖重復(fù)頻率為1 MHz，脈寬為1 ns，如圖3所示。ADC的采樣時(shí)鐘由FPGA內(nèi)部的增強(qiáng)型PLL對(duì)系統(tǒng)時(shí)鐘倍頻產(chǎn)生，而每個(gè)脈沖重復(fù)周期的采樣時(shí)鐘延時(shí)由延時(shí)芯片控制，每個(gè)周期的延時(shí)時(shí)間為125 pg。調(diào)試采樣的采樣時(shí)鐘為320 MHz，而每個(gè)脈沖重復(fù)周期內(nèi)只選取40個(gè)采樣點(diǎn)。采樣間隔為1/320μs，那么要恢復(fù)一個(gè)完整的脈沖需要25個(gè)周期。在第一個(gè)周期內(nèi)得到40個(gè)采樣點(diǎn)，將其存到地址為0，25，50，…，975的非相干累加RAM中，在第二個(gè)周期內(nèi)，我們將采樣時(shí)鐘延時(shí)125 ps后得到的采樣值存到地址為1，26，51，…，976的RAM中，依次，可以得到25個(gè)周期1000個(gè)采樣點(diǎn)，然后在將這些點(diǎn)從輸出緩存RAM中順序讀出，即可得到經(jīng)過排序的采樣數(shù)據(jù)了。通過Chipscope抓取排序后的信號(hào)，如圖4所示。當(dāng)超寬帶脈沖脈寬為10 ns時(shí)，通過變換采樣采出來的波形如圖5所示。 Chipscope的觀察時(shí)鐘為320 MHz，而輸出緩存RAM的讀時(shí)鐘為160MHz，因此順序讀出的信息數(shù)據(jù)在時(shí)間軸0～2 000內(nèi)。由于輸入噪聲的疊加，變換采樣的波形帶有一定的毛刺。如果在射頻變壓器之前放置一個(gè)低噪放(LNA)，那么采樣出來的波形將會(huì)平滑很多。

4 結(jié)論

文中設(shè)計(jì)了一種基于變換采樣的超寬帶接收機(jī)，其重點(diǎn)集中在脈沖的變換采樣部分。脈沖采樣主要是通過接收機(jī)上的ADS5463芯片實(shí)現(xiàn)，而脈沖采樣時(shí)鐘是通過接收機(jī)上的FPGA和可編程延時(shí)芯片進(jìn)行控制，數(shù)據(jù)處理是通過FPGA進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該接收機(jī)能夠?qū)ι螱Hz帶寬的超寬帶信號(hào)進(jìn)行采樣接收，等效采樣率可以達(dá)到8 GS/s。這可以用于超寬帶通信與測(cè)距。