一种基于游标卡尺法的步进延迟脉冲实现方法技术

技术编号:10905312 阅读:153 留言:0更新日期:2015-01-14 14:32
本发明专利技术提供一种基于游标卡尺法的步进延迟脉冲实现方法,其相比较于快慢斜波硬件电路搭建法,硬件电路无额外开销:快慢斜波硬件电路搭建法需要额外的硬件开销,而游标卡尺法运用FPGA内部集成PLL实现步进延迟,无需额外硬件电路开销;其相比较于快慢斜波硬件电路搭建法,延迟值可调:快慢斜波硬件电路搭建法,一旦电路固定,则延迟值固定,不可根据需求调整延迟值,可适应性差;本发明专利技术的游标卡尺法,可以调整技术指标,改变延迟值。本发明专利技术可靠性高:游标卡尺法基于FPGA实现,在高等级FPGA芯片情况下,该处理方法可靠性高,可应用于航天领域。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供,其相比较于快慢斜波硬件电路搭建法,硬件电路无额外开销:快慢斜波硬件电路搭建法需要额外的硬件开销,而游标卡尺法运用FPGA内部集成PLL实现步进延迟,无需额外硬件电路开销;其相比较于快慢斜波硬件电路搭建法,延迟值可调:快慢斜波硬件电路搭建法,一旦电路固定,则延迟值固定,不可根据需求调整延迟值,可适应性差;本专利技术的游标卡尺法,可以调整技术指标,改变延迟值。本专利技术可靠性高:游标卡尺法基于FPGA实现,在高等级FPGA芯片情况下,该处理方法可靠性高,可应用于航天领域。【专利说明】
本专利技术属于回波信号采集领域,尤其涉及一种基于游标卡尺法的步进延迟脉冲实 现方法。
技术介绍
探地雷达通过脉冲波的发射与回波信号采集,实现对浅层地下目标的探测。以其 速度快、易于实现和高分辨率等优点,被广泛使用。雷达脉冲波多为纳秒或者皮秒宽度,很 难在电路上实现实时采样,故多采用等效采样方法。等效采样中,需实现雷达发射机触发脉 冲和接收机触发脉冲之间精细延迟值,进而完成对回波信号采集。 现有实现延迟方案中,多采用延迟芯片及快慢斜波硬件电路搭建等实现方法。其 中,延迟芯片多为低等级芯片,在要求高可靠性的航天领域中,此方案无法使用。快慢斜波 硬件电路搭建方案,延迟可靠性和延迟精度高。但硬件电路较为复杂,在电路重量要求苛刻 情况下,很难使用;且电路一旦固定,延迟精度随之固定,方案适应性较差。延迟芯片方案在 航天领域无法使用,这里主要说明快慢斜波硬件电路搭建方案。 快慢斜波硬件电路搭建法主要通过快慢谐波比较实现延迟方案,实现原理如图1 所示。发射机触发脉冲Tr_pul se输出后,驱动电路输出快谐波。慢斜波通过调整DAC输入 数字值实现,输入DAC可调数值,DAC输出电平变化。当慢斜波电平值大于快斜波电平值时, 输出一定宽度接收机触发脉冲Rx_pulse。当慢斜波变化Λ V,接收机触发脉冲RX_pulse变 化Λ t,从而实现Tr_pulse和Rx_pulse之间的延迟步进值。其中,延迟精度由快斜波斜率 及慢斜波DAC输出电压变化精度共同决定。 上述方案虽可实现步进延迟,且延迟可靠性高,但缺点如下: 1)硬件电路开销大。 由于快慢斜波均需通过硬件电路实现,增加硬件电路复杂度和开销,整机重量亦 有所增加。 快谐波通过积分电路实现,增加电容和电阻单元;慢斜波通过DAC电路实现,增加 DAC芯片。在重量要求苛刻的航天领域,很难广泛使用。 2)延迟值不可调 快慢斜波延迟方案中,一旦电路固定,则延迟精度固定,不可根据需求调整延迟 值,方案可适应性差。
技术实现思路
为解决上述技术问题,本专利技术提供一种基于游标卡尺法的步进延迟脉冲实现方 法,其基于游标卡尺法,通过采用FPGA的PLL实现步进,可靠性和精度高,且硬件电路无需 格外开销。 本专利技术的基于游标卡尺法的步进延迟脉冲实现方法,其基于FPGA处理芯片和游 标卡尺法生成发射/接收触发延迟脉冲,具体包括以下步骤: 步骤1,基于游标卡尺法生成粗延迟计数器值a和细延迟计数器值b的计算公式, 表示为: 【权利要求】1. ,其特征在于,基于FPGA处理芯片和 游标卡尺法生成发射/接收触发延迟脉冲,具体包括以下步骤: 步骤1,基于游标卡尺法生成粗延迟计数器值a和细延迟计数器值b的计算公式,表示 为:其中,n为总延迟中细延迟的个数,k为本方法中所用计数器的宽度; 步骤2,在FPGA处理芯片上设置发射触发脉冲生成模块和接收触发脉冲生成模块,并 向FPGA处理芯片输入基频时钟频率Fbase,其基频时钟周期为Tbase,且发射触发脉冲生成模 块的发射触发脉冲倍频系数为A,接收触发脉冲生成模块的接收触发脉冲倍频系数为B ; 步骤3,将所述发射触发脉冲倍频系数A和接收触发脉冲倍频系数B代入步骤1获得的 公式,计算出粗延迟计数器值a和细延迟计数器值b ; 步骤4,将细延迟计数器值b作为输入计数器值输入发射触发脉冲生成模块,将粗延迟 计数器值a和细延迟计数器值b的和值作为输入计数器值输入到接收触发脉冲生成模块, 发射触发脉冲生成模块和接收触发脉冲生成模块均在触发时钟上升沿处计数器值加1,当 发射触发脉冲生成模块和接收触发脉冲生成模块的本地计数器值等于输入计数器值时,输 出发射触发脉冲和接收触发脉冲。【文档编号】G01S7/292GK104280721SQ201410384617【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年8月5日 优先权日:2014年8月5日 【专利技术者】花小磊, 沈绍祥, 周斌, 方广有 申请人:中国科学院电子学研究所本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种基于游标卡尺法的步进延迟脉冲实现方法,其特征在于,基于FPGA处理芯片和游标卡尺法生成发射/接收触发延迟脉冲,具体包括以下步骤:步骤1,基于游标卡尺法生成粗延迟计数器值a和细延迟计数器值b的计算公式,表示为:和b=mod(n×(A-B)A)=mod(n2k);]]>其中,n为总延迟中细延迟的个数,k为本方法中所用计数器的宽度;步骤2,在FPGA处理芯片上设置发射触发脉冲生成模块和接收触发脉冲生成模块,并向FPGA处理芯片输入基频时钟频率Fbase,其基频时钟周期为Tbase,且发射触发脉冲生成模块的发射触发脉冲倍频系数为A,接收触发脉冲生成模块的接收触发脉冲倍频系数为B;步骤3,将所述发射触发脉冲倍频系数A和接收触发脉冲倍频系数B代入步骤1获得的公式,计算出粗延迟计数器值a和细延迟计数器值b;步骤4,将细延迟计数器值b作为输入计数器值输入发射触发脉冲生成模块,将粗延迟计数器值a和细延迟计数器值b的和值作为输入计数器值输入到接收触发脉冲生成模块,发射触发脉冲生成模块和接收触发脉冲生成模块均在触发时钟上升沿处计数器值加1,当发射触发脉冲生成模块和接收触发脉冲生成模块的本地计数器值等于输入计数器值时,输出发射触发脉冲和接收触发脉冲。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:花小磊沈绍祥周斌方广有
申请(专利权)人:中国科学院电子学研究所
类型:发明
国别省市:北京;11

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