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MAX232是一个常用的电平转换芯片,可以将FPGA输出的LVTTL 3.3 V电平转换为串口电平,以便被计算机UART口所识别和接收。由以上芯片组成的系统工作频率为100 MHz,可实现快速、高精度地脉宽和频率测量。其中采样芯片和FPGA的硬件连接图如图3所示。
3FPGA软件设计
本系统中的时域参数测量和频域参数测量工作由FPGA担任,其输入为正交信号两路序列,输出分别为脉宽(PW)、重复周期(Pri)和频率(f)。FPGA中的数字信号处理流程如图4所示。
图中,I(n)和Q(n)为两路正交信号序列;A (n)为幅度信息序列;为相位信息序列。
两路正交信号I(n)和Q(n) 序列经过幅相解算后,即可得到幅度序列和相位序列。对于幅度序列,经过低通滤波和归一化,可得到规则脉冲,再按时域参数测量原理得到PW和Pri;对于相位序列,按照频率测量原理可得到频率f;然后将PW、Pri及f值存人双口RAM,再将所存数据通过模拟串口从FPGA的通用I/O口传出,经MAX232电平转换后输入到计算机串口中,最后通过上位机显示出来,以实现人机通信。
4结束语
本系统的输入信号要求为正交信号,通常可用于通信和雷达信号的后端数字信号处理。本系统采用相位差分算法来计算频率,运算简单,FPGA速度可以优化到200 M本系统利用了采样芯片和FPGA的高速性,从而实现了很高的测量精度和实时检测的目的;由于采用模拟串口进行传输,故其抗干扰性能较好。