一种基于FPGA激光测速仪的信号处理系统及方法

摘要

本发明公开了一种基于FPGA激光测速仪的信号处理系统及方法，上电后由FPGA发出采样时钟给AD采样模块，FPGA接收到AD采样的数据后，对数据进行实时处理，处理结果通过USB传输给PC机存储、显示。本发明省去了数据在两个核心芯片之间的流动，能有效减少数据处理时间；减小数据暴露在外界的机会，增加数据的抗干扰能力；省去了大量储存数据的时间，最大限度的减少了信号处理时间，减小了数据处理延时，提高了实时性；自适应不同频段信号的效果，兼顾了测量精度与测量范围；采用USB的传输方式，数据传输更加稳定。

主权项

一种基于FPGA激光测速仪的信号处理方法，其特征在于，所述基于FPGA激光测速仪的信号处理方法包括以下步骤：步骤一，根据反馈采样频率信息采样频率状态量，产生相应频率的时钟，经过模数转换生成数字信号；步骤二，对数字信号进行加Hanning窗处理，并将12位的数字信号推高到14位，同时记录此时的采样频率产生相应的采样频率状态量；步骤三，对数字信号进行实时的FFT变换，同时输出运算的状态信息，状态信息包含每次FFT转换的开始与结束信号，此开始与结束信息协调整个程序的运行，采样频率状态量要延时；步骤四，接收频谱信息，根据FFT转换的开始与结束状态，连续产生每组频谱相应的功率谱，该步骤结束后转到步骤五；步骤五，根据开始与结束信息，对每组功率谱进行运算，求得功率谱的中心序号峰值序号，将此信息传递；步骤六，根据运算状态信息开始与结束信息与采样频率状态量，对每组功率谱中心序号峰值序号乘以相应的系数，得到多普勒频率；步骤七，控制USB通信电路，将多普勒频率传递出去；步骤八，通过LABVIEW程序接收、校验、存储、显示多普勒信息；步骤九，频率反馈函数根据得到的FFT转换的开始与结束信息，由反馈的功率谱中心序号决定下一组的数据采样频率，由提供的多普勒频率决定下一运算周期的采样频率，输出下一运算周期的采样频率状态量；步骤十，将反馈采样频率信息采样频率状态量进行缓存，根据读取的开始与结束信息，当一次组数据开始采集时，释放反馈采样频率信息的采样频率状态量，结束后转到步骤一至此一次循环运算周期结束。