中频PCM／FM信号全软化FM解调的一种实现方法

遥测传输技术是通信领域的一个分支，正在向高码速率、多功能方向发展，可将软件无线电的概念运用到遥测领域中，采用软件无线电的思想实现接收机的软件化，完成多模式信号的解调。为了降低系统的复杂度和提高系统的精度，要求将数字化的时刻尽量提前。受到器件水平的限制，还无法做到直接射频采样，而只能对中频信号进行采样，并将采样信号存储之后再对其进行处理。文中针对中频数字化后的PCM／FM信号的全软化FM解调展开研究。     

基于System Generator的射频直接带通采样MRI信号接收方法

本文将软件无线电技术应用于磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）信号接收，提出了射频直接带通采样MRI信号接收的方法.基于此接收方法设计了一种MRI信号数字解调方法，该方法利用Xilinx公司推出的数字信号处理（Digital Signal Processing，DSP）设计开发工具——System Generator实现，同时设计验证了能够灵活实现数字下变频（Digital Down Conversion，DDC）功能的DDC系统.仿真与实验平台均验证了该接收方法的正确性和有效性.     

核磁共振波谱仪接收机的设计与实现

介绍了液体高分辨率核磁共振波谱仪接收机的设计. 接收机以PCI-104为控制器实现网络通信与采样流程控制,通过FPGA（Field Programmable Gate Array, 现场可编程门阵列）实现数字中频接电路的控制和数据处理,简化了硬件结构;通过在接收机中引入脉冲序列生成器,产生接收机所需的采样控制信号,降低接收机与系统其他模块的耦合度. 最后组成500 MHz核磁共振波谱仪实现核磁共振信号的检测.     

核磁共振谱仪数字接收机的原理与实现

核磁共振波谱仪射频系统数字化是现代核磁谱仪的发展方向,用数字检波技术代替模拟正交检波是数字接收机的一项新技术.本文在分析模拟正交检波原理与不足的基础上,介绍了数字正交检波、过采样和采用中频直接采样的原理,及在400MHz核磁谱仪上的实现方案.     

北斗B1信号捕获跟踪算法的软件仿真研究

针对北斗B1频率的I支路信号,设计并实现了北斗软件接收机的基带处理部分。阐述了北斗B1频点信号的扩频体制和产生过程,并行码相位搜索捕获策略以及鉴相辅助跟踪环路,并设计了二阶数字环路滤波器,滤波器参数取ζ=0.707,B_n=25(Hz)。同时采用Matlab软件,仿真北斗中频数字信号,编码实现捕获跟踪算法,并分别通过对仿真信号和真实卫星信号的捕获跟踪,验证捕获跟踪算法的可行性,并提出锁频环辅助锁相环算法的改进思路。为进一步开展北斗软件接收机相关技术研究打下了基础。     

基于FPGA的DBF多波束中频接收系统的设计与实现

数字波束形成(DBF)阵列能够充分利用阵列天线所获取的空间信息,通过信号处理技术使波束获得超分辨率和低旁瓣的性能,它由天线阵元、射频下变频模块、AD采样、中频接收系统及上位机控制器组成。对中频接收系统进行数字波束形成的具体方案进行讨论,对多路接收和AD量化一致性造成的各通道间失配提出了幅相校正的解决方案,详细分析了研制中的关键技术。实验结果表明所设计的DBF多波束中频接收系统可有效实现通道间失配的校正,并实现精确的波束赋形功能。     

加速器束流测量中的数字系统设计

加速器束流测量系统中的数字技术主要是处理安装在真空管道里的探测器感应出的束流电信号, 这个电信号包含丰富的束流信息, 如束流位置, 工作点, 束团长度等, 所以采用一套数字化平台, 经过不同的软件分析, 就可得到许多的加速器束流参数. 本论文为建立这样一套数字化平台做了一些尝试, 设计了高速高精度采样处理系统, 它采用软件无线技术, 包含独立的四通道高速中频采样处理电路. 本系统已经在HLS上采用频率谐波法测量了束团长度, 另外在实验室配以RF前端模块模拟了BPM测量. 达到了预先的设计目标. 最后提出了对系统的改进, 可以采用Ethernet代替VME总线, 在500MHz直接采样, 及使用FPGA来实现DDC, DSP, FIFO, Ethernet等功能, 这些将是下一步设计目标, 最终实现商业化产品的目的.     

基于NI PXIe-7966R的磁共振成像接收机设计

提出了一种基于NI PXIe-7966R（National Instruments Corporation,美国）的磁共振成像（MRI）接收机设计方案,进行磁共振信号直接采样、数字下变频（DDC）和数据上传,以及磁共振图像恢复．使用NI LabVIEW FPGA（National Instruments Corporation,美国）开发平台,对NI PXIe-7966R板载现场可编程门阵列（FPGA）内构建的所有功能模块进行了设计仿真和硬件描述语言生成,使其能灵活实现DDC功能．设计的接收机的采样速度为50 Mbps、模数转换位数为16位、带宽设置范围为100 Hz~1 MHz,并具有较好的滤波效果．实验结果表明,该设计方案是一种高性能的磁共振接收机方案．     

用于低场磁共振成像的直接射频采样数字接收机

提出一种用于低场磁共振成像谱仪的数字接收机的设计. 它基于直接射频采样技术,本文详细讨论了其设计过程. 实验结果表明,设计的数字接收机具有结构简单、性能优良和实用性较强的特点.     

用软件无线电方法实现MRI回波信号接收

该文首先简要介绍了软件无线电的基本原理和基于软件无线电的射频接收系统的3种结构形式：射频全宽开低通采样结构,射频直接带通采样结构和宽带中频带通采样结构;并介绍了磁共振成像（MRI）回波信号接收的基本原理和将软件无线电方法应用于MRI回波信号接收的意义. 然后该文重点介绍了采用3种软件无线电结构实现MRI回波信号接收系统的具体设计方案,包括接收系统方框图、工作原理、设计参数的选择和分析、部分功能模块的实现方法、设计和实现中需要注意的问题. 最后以一个低场通用MRI回波接收系统为实例,分析比较了3种设计方案并给出了实际系统的测试结果.     

扩展基于AD9874数字接收机谱宽的二次抽取算法

针对基于AD9874芯片的数字接收机的最小谱宽和谱宽允许设置的数目均不能满足常规临床用磁共振成像技术的要求,本文从软件角度提出了一种扩展数字接收机谱宽的二次抽取算法. 该算法具体实现过程主要包括两个步骤：(1) 自适应过采样倍率和自动谱宽调整;(2) 数字滤波和抽取. 为了验证这个二次抽取算法的有效性,本文分别用单脉冲实验和磁共振成像实验加以了验证.     

加速器束流测量中的数字系统设计

加速器柬流测量系统中的数字技术主要是处理安装在真空管道里的探测器感应出的束流电信号,这个电信号包含丰富的束流信息,如柬流位置,工作点,束团长度等,所以采用一套数字化平台,经过不同的软件分析,就可得到许多的加速器束流参数.本论文为建立这样一套数字化平台做了一些尝试,设计了高速高精度采样处理系?它采用软件无线技术,包含独立的四通道高速中频采样处理电路.本系统已经在HLS上采用频率谐波法测量了束团长度,另外在实验室配以RF前端模块模拟了BPM测量.达到了预先的设计目标.最后提出了对系统的改进,可以采用Ethernet代替VME总线,在500MHz直接采样,及使用FPGA来实现DDC,SP,IFO,thernet等功能,这些将是下一步设计目标,最终实现.商业化产品的目的.     

硅漂移探测器数字脉冲处理技术

硅漂移探测器(silicon drift detector, SDD)是一种高性能X射线探测器,具有极其广泛的应用. SDD射线探测系统由SDD器件、前置放大器和脉冲处理系统组成,现有的SDD脉冲处理系统存在脉冲堆积抑制性能差以及易受前级系统参数波动影响的问题,导致探测系统性能变差.本文提出一种SDD数字脉冲处理系统,在该系统中,模数转换器(analog-to-digital converter, ADC)直接采样前置放大器的输出,并将数据传输到数字脉冲处理平台进行处理.结合SDD器件与前置放大器的信号特性,分析ADC采样位数与采样频率对系统性能的影响;提出两种优化的ADC采样电路,防止因ADC采样位数不足引起能量分辨率变差.对数字脉冲处理系统中的脉冲成形算法进行研究,结果表明成形信号不会因前级系统的参数变化而畸变,证明了该数字脉冲处理系统的鲁棒性.建立完成SDD数字脉冲处理系统,并对系统进行测试,验证了系统的正确性.     

磁共振信号并行高速接收系统设计

针对低场磁共振成像系统,该文设计了一种紧凑灵活的信号接收方案,实现对多通道磁共振信号的高速采样与直接数字解调. 系统采用高速模数转换器(A/D)对磁共振信号直接采样;以单片数字下变频器(DDC)--AD6636, 完成4路采样信号的数字解调;以数字信号处理器（DSP）作为控制器,实现对AD6636的配置以及I/Q数据的读取. 信号采样频率可达100 MSPS,适用于1 T以下的系统. 实验证明该设计具有结构紧凑,采样速率高,配置方便快速,滤波器设计丰富灵活等特点,为磁共振成像谱仪的研制提供了一种高性能的信号接收方案.     

GNSS海洋反射信号软件模拟器设计

在GNSS-R海洋遥感探测中,机载试验是一种重要手段。针对GNSS-R机载试验需要耗费巨大人力、物力以及可重复性差的问题,研究并设计了一种反射信号软件模拟器,介绍了模拟器的总体结构、流程图、关键参数、主要模块及用户界面。该模拟器在GNSS直射信号模拟器的基础上,在直射通道之外并行增加了反射信号通道。通过分析导航卫星反射信号的特点,并利用基于Z-V模型的GNSS海洋反射信号模型,配置机载GNSS海洋反射信号的时延、功率和多普勒频率等参数,从而模拟产生多颗星的多条反射信号。该模拟器可分别生成直射、反射信号两个数字中频文件,直接送入GNSS-R软件接收机进行接收处理。实验结果表明GNSS-R软件接收机的接收处理结果与设定的基于Z-V模型的相关功率曲线的相关系数为0.9977,模拟器产生的反射信号与真实信号相关特性几乎一致,能根据用户输入的不同参数模拟输出导航卫星反射信号。     

具有快速调制功能NMR发射机的设计与实现

介绍了一种具有快速幅度、相位和频率调制功能的核磁共振射频发射机. 数字中频子系统中采用了两个级联的数控振荡器,前一级数控振荡器在FPGA内实现,用于产生基带调制信号;后一级则采用具有正交调制功能的DDS芯片,由它来完成基带信号的采样率转换、中频产生、调制和输出. 射频脉冲的相位和频率偏置的设置直接由级联NCO实现,而幅度设置则由步进衰减器和中频幅度调制共同实现. 该发射机的基本性能和功能满足常规1D/2D NMR实验需求.     

在低场MRI系统中用数字接收机测量梯度波形的方法

提出了一种用数字接收机来测量低场系统中梯度波形的方法,详细介绍了该数字接收机接收音频信号的原理,并且对接收机的音频接收性能进行了测试. 最后利用该接收机测得的梯度波形,设置了系统的预加重参数,有效地减小了梯度线圈引起的涡流.     

水下光通信PPM数字接收机的DSP实现

水下光通信充分利用了海水对激光的衰减窗口效应,具有隐蔽、安全、非接触和快速机动等特性,兼具无线通信和光纤通信的优点,其关键技术在于光收发端机的研制;PPM(Pulse Position Modulation)数字脉冲位置调制具有低平均功率和高峰值功率等特性,特别适合用于无线数字光通信。两者性能的融合需要高灵敏度数字光接收机的实现。利用阵列光电检测接收、高速A/D转换和信号处理等相关技术,采用DSP处理器,高灵敏度的数字光PPM接收机得以实现,实验和测试表明它大大降低了接收机对于整个系统信噪比的要求,获得了较好的性能。     

基于单片FPGA的多通道磁共振成像接收模块

提出了一种基于FPGA的多通道磁共振成像接收模块,能对多个独立通道的磁共振信号进行直接采样、数字下变频,以及数据流控制,并对其进行了成像实验. 设计中采用Xilinx公司的系统级DSP开发工具--System Generator对FPGA内部所有功能进行建模、仿真并生成相应的硬件描述语言. 模块的采样速率为80MSPS,能灵活实现1 kHz~1 MHz范围的可变接收带宽,适用于1 T以下的磁共振成像系统;在单片FPGA内完成1~4个通道采样信号的数字正交解调,抽取滤波和数据流的处理,并可扩展至8通道. 实验证明模块具有体积小,集成度高,可重构性强和成本低等特点,为磁共振成像谱仪的多通道接收系统提供了一种高性能的数字化解决方案.     

TDOA高精度短波定位系统研究与设计

为了解决现有短波无线电监测定位系统中存在接收机系统复杂、定位精度不高的问题,设计了一种基于TDOA高精度短波定位系统;该系统采用软件无线电设计架构,射频前端采用直接带通采样,通过FPGA和CPU进行基带IQ数据提取和传输,采用TDOA和粒子算法对位置干扰源进行估计和定位;并且采用了GPS和PLL相结合时钟方案,以及VPN的数据传输通道;给出了短波定位系统的框图,分析了系统子模块和工作原理;采用该系统对已知的短波信号进行定位,实验结果证明优于传统的定位手段;说明该系统具有使用方便、布站灵活和定位精度高的特点。