单片机在雷达信号处理系统中的应用
磁
收稿日期：２００８－０６－２６作者简介：胡丙华（１９８１—）男，湖北荆州人，主要从事雷达信号处理系统调试与测试方向研究．
【兵器与装备】
单片机在雷达信号处理系统中的应用
磁
胡丙华，李粉兵，王凤驰
（华东电子工程研究所，合肥 ２３００３１）
摘要：为适应雷达对控制系统越来越高的要求，提出一种在雷达信号处理系统中应用的单片机控制系统，此系统
具有抗干扰能力强，能实时控制和监控信号处理系统工作状态，并留有专用的数据总线对系统各个模块进行监测，具有极好的可调试性．关键词：单片机；雷达信号处理；控制；调试中图分类号：ＴＮ９５文献标识码：Ｂ文章编号：１００６－０７０７（２００８）０５－００４０－０３
雷达信号处理的基本任务是杂波抑制、信号检测和参数估计，随着雷达信号处理理论和相关的ＤＳＰ芯片技术的迅速发展，雷达信号处理承担的任务越来越多，越来越复杂，而设计周期却越来越短．为此，新型雷达信号处理系统必须具有可编程、可重构、可升级的能力，实现雷达信号处理的模块化、通用化．所以在设计时，一方面采用集成度高、编程能力强的器件，从底层设计编程，另一方面采用嵌入式微控制器从顶层对整个信号处理系统进行统一控制和管理．单片机８０Ｃ５５２作为一款集成度高、抗干扰能力强、开发手段成熟的微控制器，完全适应新型雷达信号处理系统的要求．
１ 硬件设计
１．１ 单片机简介
自单片机诞生以来，单片机技术不断发展，目前广泛应用于工业控制、仪器仪表、家用电器等各个控制领域．与普通微型计算机相比，单片机具有体积小、结构简单、可靠性高、控制功能强、低功耗、性价比高等特点．本系统采用的８０Ｃ５５２是Ｐｈｉｌｉｐｓ公司推出的一款工业级高性能单片机，其主要特点是：８位ＣＰＵ，２５６字节片内ＲＡＭ，片内振荡器及时钟电路，４８位Ｉ／０总线，外部存储器寻址范围达６４Ｋ，３个１６位的定时器／计数器，１５个中断源，全双工串行口，内部集成有Ａ／Ｄ转换器，最大工作频率１６ＭＨｚ．１．２ 系统的硬件构成
系统硬件结构如图１
所示．
图１ 系统硬件结构
第２９卷 第５期四川兵工学报２００８年１０月
系统以单片机８０Ｃ５５２为核心，选用ＥＰＲＯＭ（ＣＹ７Ｃ２７１Ａ）为程序存储器，用ＰＳＥＮ信号对其读选通．由于８０Ｃ５５２片内存储器仅有２５６个字节，利用ＮＶＲＡＭ（６４Ｋ非易失性ＲＡＭ）作扩展数据存储器，作为控制参数、数据存放区．Ｐ０口为分时复用的地址／数据线，用外接地址锁存器的方法将低８位地址和数据分开．Ｐ２口输出地址高８位，用
Ｐ１．０作为外部数据存储器的片选信号，Ｐ３．６、Ｐ３．７分别作为外部数据存储器的读写（ＩＯＲ／ＩＯＷ）信号，Ｐ３．０，Ｐ３．１分别作为串口输入ＲＸＤ信号和串口输出ＴＸＤ信号．串口通讯采用Ｔ１作为波特率发生器，设置波特率为９６００ｂ／ｓ（Ｆｏｓｃ＝１１．０５９ＭＨｚ），ＴＬ１＝ＯＦＤＨ，ＴＨ１＝ＪＨＪ０ＦＤＨ．电容和１１ＭＨｚ的晶振构成皮尔斯振荡器产生单片机所需的时钟信号．本系统中利用按键、ＬＥＤ数码显示管作为人机对话的输入输出设备，系统通过面板按键手动复位．面板显示使用的是串行ＬＥＤ驱动器ＭＡＸ７２２１．将雷达信号处理系统中的典型技术和处理方法归纳为标准模块，如波束形成、脉冲压缩、数字滤波、点迹处理、时序控制等，各模块间通过专用总线与单片机进行互连，总线包括低８位的地址和８位数据总线．为扩展外部端口地址，对Ｐ２口的高８位地址进行译码处理．如本插件所用的端口地址范围ＦＥ００Ｈ─ＦＥＦＦＨ，其他插件所用地址范围为ＦＦ００Ｈ─ＦＦＦＦＨ［１－３］．
２ 软件设计
软件设计是设计控制系统的应用程序，其任务就是在总体设计和硬件设计的基础上确定程序软件结构，划分功能模块，分配内存单元，然后进行主程序和各模块程序的设计，最后连接成一个完整的应用程序，在此过程中，进行合理的资源分配，为每一个参数、中间结果、指针分配工作单元，定义数据类型尤为重要．程序设计思想是：电路上电后，程序首先完成系统的初始化，并开放定时中断、串口中断．无中断请求时，单片机循环执行动态自检程序，向监控主机报告系统状态信息．利用定时器中断进入定时器服务子程序，从Ｉ／Ｏ口读入键盘码，然后根据键盘码及按键的状态决定如何处理．
利用串口中断来进行８０Ｃ５５２与ＰＣ、监控主机的通信．根据上述设计思想，单片机系统包括：系统初始化、系统控制、串口通信、按键显示和自动故障检测５个子模块．为了防止程序跑飞，设置了陷阱捕捉程序．实际上没有使用的代码空间默认的是ＦＦＨ，如果指令跑到非实际代码区程序就会飞流直下，导致程序飞掉．所以在没有使用的空间放置连续的２条单周期空指令ＮＯＰ及其后的长跳转指令就可以使处理器重新正确执行后面的指令．增加了系统的稳定性．
２．１ 系统初始化
系统初始化包括定义中断入口地址，对ＣＰＵ寄存器及部分ＲＡＭ进行初始化，设置定时器Ｔ１以方式２工作，８位计数初开始值为ＦＤＨ，串行口的工作模式为方式２，这样波特率就设置为９．６Ｋ．设置用于定时中断的１６位的定时器Ｔ０工作模式为方式１，并开放串口、定时中断和总中断．２．２ 系统控制
作为雷达中最为核心的一个系统，信号处理系统内部控制状态种类繁多，而且这些状态直接影响整个雷达的性能，如脉压、滤波截位控制、检测门限、测试口开放等．传统的雷达将这些状态参数通过外部开关控制的方法目前已不适用．本系统中将各种控制字在程序中以一个表格的形式列出，单片机在初始化时只需要采用查表的形式将控制字调入，问题就迎刃而解．将各模块中的参数设置统一编址，在每个模块内部程序中设计单片机接口程序，输入信号为单片机的数据、地址总线及单片机产生的ＷＲ／ＲＤ信号，系统上电后，程序将存放在ＮＶＲＡＭ中的工作参数，按照地址先后顺序送到每一个信号处理插件的不同模块中，在接口电路对单片机地址进行译码后开放相应的数据端口锁存器的使能．还需要注意的是在终端系统向单片机发送控制命令的同时，单片机将发送的控制字存入ＮＶＲＡＭ中，可以通过按键配合数码显示管实时观察系统的工作状态，这给系统的联调带来极大的方便［４－７］．
２．３ 串口通信
为方便信号处理系统调试，本系统中单片机设计了与ＰＣ的接口，ＰＣ中的雷达信号处理模块化控制程序对系统参数进行初始化设置，ＰＣ与８０Ｃ５５２单片机采用ＲＳ２３２接口以３线制全双工模式进行通信，使用芯片ＭＡＸ２３２Ｅ将串口的电平与单片机的ＴＴＬ电平进行转换．通讯协议采用Ｍｏｄｂｕｓ协议．Ｍｏｄｂｕｓ协议遵从主／从应答的原则，也就是一个设备作为主机能主动发送询问信息，其他设备都是作为从机响应主机的命令或将所需的信息返回至主机．每个从机具有唯一的地址．Ｍｏｄｂｕｓ协议支持２种帧结构：ＡＳＣＩＩ和ＲＴＵ模式，本系统采用ＡＳＣＩＩ模式．在ＡＳＣＩＩ模式中信息的每个字节被分成２个字元，每个字元被转换成７位ＡＳＣＩＩ字符传送．而信号系统内部各模块的参数使用２进制数据，所以对ＰＣ发送到单片机的数据首先要进行类型转换．１６进制数到ＡＳＣＩＩ码的转换原则为：凡大于１０的１６进制数加３７Ｈ，凡小于１０的１６进制数加３０Ｈ，便可以得到相应的ＡＳＣＩＩ码字符，结果均≥０ＡＨ，根据此规律，编制程序进行代码转换．在雷达工作时，可通过监控主机改变信号系统的工作模式，信号系统向监控反馈系统状态，考虑到两者距离较远，为降低干扰，物理层采用ＲＳ４８５接口，使用双端差分半双工方式传输．双方的电平转换通过芯片ＭＡＸ４９１Ｅ完成．按照串口通信协议，外部主机与８０Ｃ５５２的通信的数据格式为１位起始位，８位ＡＳＣＩＩ数据，１位停止位，ＰＣ或监控主机发送来的数据会使８０Ｃ５５２产生串口中断，进入中断服务程序，其入口地址是００２３Ｈ［８－１０］．
串口中断服务子程序流程如图２所示．
１４
胡丙华，等：单片机在雷达信号处理系统中的应用
图２ 串口中断服务子程序流程
２．４ 按键显示
单片机对按键的扫描采用定时中断方式，在这种扫描
方式中，利用单片机的内部定时器Ｔ０产生一定时间的定时
中断，ＣＰＵ响应定时器溢出中断请求，程序入口地址为
０００ＢＨ，在中断服务程序中对按键进行扫描，若检测到有键被按下，转去进行相应的键处理，若检测到没有键被按下，
则返回继续执行主程序．
键值采用查询方式获得，查询的时间间隔由Ｔ＝Ｔ０定时时间×固定系数决定．定时器Ｔ０定时计算公式：（２１６－Ｘ）×１２／（６×１０６）＝７１．１１ｍｓ（Ｘ为定时器初值）．定时器Ｔ０最大的定时：７１．１１ｍｓ．为了防止键盘操作和通讯互相干扰，在串口通信时将键盘锁住，如果进入了串口中断就将
３７Ｈ（延时计数器，用来延迟响应按键的速度）内容设置成为０３Ｈ，这样可以保证在１８秒内不会响应键盘，增加了系
统的稳定性．
为了显示数字和字母，必须把需要转换的数据转换成字
形码，如字符“０”的字形码为“７ＥＨ”，程序中将对应于“０～Ｆ”的
１６个字形码存放在内部存储器中，利用计算的键值作为地址偏移量查表来获取．另外，采用ＭＡＸ７２２１作为串行接口８位ＬＥＤ显示驱动器．程序中安排２个变量缓存：段选码、字选码，通过一个Ｉ／Ｏ端口分时输出２个变量值驱动ＭＡＸ７２２１以显示
字符．定时中断服务子程序流程如图３
所示．
图３ 定时中断子程序流程
２．５ 自动故障检测（ＢＩＴＥ）
随着大规模细间距器件在雷达信号处理中的大量应用，输入输出都集成到一块芯片上，ＢＩＴＥ电路要求的高覆盖率导致传统的ＢＩＴＥ测试方法更为复杂，而采用单片机的新型信号处理系统可自动将故障定位到功能模块，并自动显示各种故障参数．信号处理的ＢＩＴＥ包括静态测试、动态自检．静态测试时，在面板按键的干预下，可以通过示波器观察数字视频信号，包括脉压信号、滤波器特性曲线、正常视频等，处理机输入输出视频等，有效提高了信号处理系统的可测性．
动态自检是在休止期进行，边工作边诊断．在单片机发启动脉冲，将测试矢量加到信号处理输入端，各被测模块的测试口轮流被开放时，各被测模块的测试结果存入外部双口ＲＡＭ．采集结束后，由单片机取回测试数据与正确的响应矢量相比较，判断被检单元是否有故障．动态自检
的程序流程如图４．
图４ 动态自检程序流程（下转第５７页）
２４四川兵工学报
现代雷达信号处理技术及发展趋势..
现代雷达信号处理技术及发展趋势 摘要：自二战以来，雷达就广泛应用于地对空、空中搜索、空中拦截、敌我识别等领域，后又发展了脉冲多普勒信号处理、结合计算机的自动火控系统、多目标探测与跟踪等新的雷达体制。随着科技的不断进步，雷达技术也在不断发展，现代雷达已经具备了多种功能，如反隐身、反干扰、反辐射、反低空突防等能力，尤其是在复杂的工作环境中提取目标信息的能力不断得到加强。例如，利用雷达系统中的信号处理技术对接收数据进行处理不仅可以实现高精度的目标定位与跟踪, 还能够在目标识别和目标成像、电子对抗、制导等功能方面进行拓展, 实现综合业务的一体化。 一、雷达的起源及应用 雷达，是英文Radar的音译，源于radio detection and ranging的缩写，意思为"无线电探测和测距"，即用无线电的方法发现目标并测定它们的空间位置。因此，雷达也被称为“无线电定位”。雷达是利用电磁波探测目标的电子设备。雷达发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率（径向速度）、方位、高度等信息。雷达最为一种重要的电磁传感器，在国防和国民经济中应用广泛，最大特点是全天时、全天候工作。雷达由天线、发射机、接收机、信号处理机、终端显示等部分组成。 雷达的出现，是由于二战期间当时英国和德国交战时，英国急需一种能探测空中金属物体的雷达（技术）能在反空袭战中帮助搜寻德国飞机。二战期间，雷达就已经出现了地对空、空对地（搜索）轰炸、空对空（截击）火控、敌我识别功能的雷达技术。二战以后，雷达发展了单脉冲角度跟踪、脉冲多普勒信号处理、合成孔径和脉冲压缩的高分辨率、结合敌我识别的组合系统、结合计算机的自动火控系统、地形回避和地形跟随、无源或有源的相位阵列、频率捷变、多目标探测与跟踪等新的雷达体制。后来随着微电子等各个领域科学进步，雷达技术的不断发展，其内涵和研究内容都在不断地拓展。雷达的探测手段已经由从前的只有雷达一种探测器发展到了红外光、紫外光、激光以及其他光学探测手段融合协作。
雷达信号处理和数据处理
脉冲压缩雷达的仿真脉冲压缩雷达与匹配滤波的MATLAB仿真 姓名：-------- 学号：---------- 2014-10-28 西安电子科技大学
一、 雷达工作原理 雷达，是英文Radar 的音译，源于radio detection and ranging 的缩写，原意为"无线电探测和测距"，即用无线电的方法发现目标并测定它们的空间位置。因此，雷达也被称为“无线电定位”。利用电磁波探测目标的电子设备。发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率（径向速度）、方位、高度等信息。 雷达发射机的任务是产生符合要求的雷达波形（Radar Waveform ），然后经馈线和收发开关由发射天线辐射出去，遇到目标后，电磁波一部分反射，经接收天线和收发开关由接收机接收，对雷达回波信号做适当的处理就可以获知目标的相关信息。 但是因为普通脉冲在雷达作用距离与距离分辨率上存在自我矛盾，为了解决这个矛盾，我们采用脉冲压缩技术，即使用线性调频信号。 二、 线性调频（LFM ）信号 脉冲压缩雷达能同时提高雷达的作用距离和距离分辨率。这种体制采用宽脉冲发射以提高发射的平均功率，保证足够大的作用距离；而接受时采用相应的脉冲压缩算法获得窄脉冲，以提高距离分辨率，较好的解决雷达作用距离与距离分辨率之间的矛盾。 脉冲压缩雷达最常见的调制信号是线性调频（Linear Frequency Modulation ）信号,接收时采用匹配滤波器（Matched Filter ）压缩脉冲。 LFM 信号的数学表达式： （2.1） 其中c f 为载波频率，()t rect T 为矩形信号： （2.2）
数字信号处理系统的设计
《DSP技术与应用---基于TMS320C54X》 实验指导书 湘潭大学信息工程学院 姚志强 2010.09.23
TMS320VC5402 DSK使用注意事项 1) 先用并口电缆和串口线(用到的话)将TMS320VC5402DSK与PC机相连， 而后再将电源接上，打开Code Composer Studio（简称CCS）后有可能报TMS320VC5402DSK和PC机未能连上的错误，可在PC机的CMOS_BIOS重新设置并行口的特性。 2) 将TMS320VC5402DSK上的DIP Switches的5、6置ON，其它置OFF。 3) 要在关闭CCS后及在断电的情况下插拔USB电缆线和串口线。 4) 强烈建议不要带电插拨串口，插拨时至少有一端是断电的，否则串口容 易损坏。 5) TMS320VC5402DSK电路板上大多是CMOS集成电路，为防止静电击毁， 在拿出实验电缆后请立即将玻璃盖复原，任何时候都请不要用手及其它带电物体直接和电路板接触。 实验报告的撰写 1) 每个实验都单独写实验报告。 2) 实验要求和目的； 3) 实验主要内容； 4) 看懂程序代码，并画出程序流程图； 5) 作出硬件描述（如果与DSK板硬件有关）； 6）实验结果和心得。 实验注意事项 1) 实验项目所建工程文件统一放在F:\TI\CCS\myprojects下，其余盘在重启后会复原。 2) 实验过程中，不要涉及到中文路径(CCS不支持)，包括CCS程序安装路径、文件添加路径、实验源文件名称等。 3) 实验七CODEC语音回放实验用到DSK板，需要自带耳麦，请准备好。
实验一 CCS的安装与CCS操作界面的熟悉 一、实验目的 学会安装与设置Code Composer Studio。 熟悉CCS软件的操作界面。 二、实验设备 CCS安装光盘（本次安装程序在D:\DSP\ccs2.0ForC5000）、装有Windows 98以上操作系统的PC机 三、实验内容及步骤 https://www.360docs.net/doc/813401949.html,S的安装 安装前需要卸载系统原来的C5000，进入控制面板进行卸载完毕后，再开始下面的步骤。 （1）找到CCS的安装软件，点击安装程序setup.exe，双击启动安装。安装完成后在 桌面上会有“CCS 2 C5000”和“SETUP CCS 2 C5000”两个快捷方式图标，分别对应CCS应用程序和CCS配置程序。 （2）双击运行“SETUP CCS 2 C5000”配置程序，配置驱动程序。本次实验没有用到实验箱，只需配置软件驱动程序。在弹出的“Import Configurantions”对话框中，先点击“Clear”键，清除以前的配置，然后选择“C5402 Simulator”,点击“Import”,最后点击“Save and Quit”按钮，完成配置。 https://www.360docs.net/doc/813401949.html,S操作界面的熟悉 （1）在桌面上双击“CCS 2 C5000”，弹出一个TI仿真器并行调试管理器窗口。 （2）在管理器窗口的“open”菜单下选择“C54xx(C5402) Simulator”命令，将弹出一个CCS运行主窗口(如果直接弹出CCS运行主窗口,此步可略)。 (3) 点击Help_>Contents打开TMS320C54x Code Composer Stdio Help，在左边Contents列表中点击最后一个TMS320C5402 DSK,浏览了解其下所有子列表的内容，熟悉DSK板的基本硬件、配置及功能。 （4）对照教材介绍CCS的地方，逐一熟悉CCS中的12项菜单的功能，包括File、Edit、View、Project、Debug、Profiler、Option、GEL、Tools等菜单(结合实验二建立项目熟悉更好)。 （5）对照教材，逐一熟悉CCS的五种工具栏：Standard Toolbar、GEL Toolbar、Project Toolbar、Debug Toolbar、Edit Toolbar(结合实验二建立项目熟悉更好)。
一种雷达通用信号处理系统的实现与应用
一种雷达通用信号处理系统的实现与应用 一种雷达通用信号处理系统的实现与应用 FPGA是一种现场可编程器件，设计灵活方便可以反复修改内部逻辑，适用于算法结构比较简单、处理速度较高的情况。DSP是一种基于指令集的处理器，适于大信息、复杂算法的信息处理场合。鉴于两种处理器件自身优势，FPGA+DSP信号处理架构，已成为信号处理系统的常用结构。但当前FPGA+DSP的信号处理平台或者是基于某些固定目的，实现某些固定功能，系统的移植性、通用性较差。或者仅仅简要介绍了平台的结构没有给出一些具体的实现。本文提出的基于FPGA+DSP通用信号处理平台具有两种处理器的优点，兼颐速度和灵活性，而且可以应用在不同雷达信号处理系统中，具有很强的通用性。本文举例说明该系统在连续波雷达和脉冲雷达中的典型应用。1系统资源概述1．1处理器介绍本系统FPGA选择Altera公司的EP2S60F1020。Stratix II FPGA采用TSMC的90nm 低k绝缘工艺技术。Stratix II FPGA支持高达1Gb·s-1的高速差分I／O信号，满足新兴接口包括LVDS，LNPECL和HyperTransport标准的高性能需求，支持各种单端I／O接口标准。EP2S60系列内部有48352个ALUT；具有2544192bit的RAM 块，其中M512RAM(512bit)329个，M4K RAM(4kbit)255个，M-RAM(512kbit)2个。具有嵌入式DSP块36个，等效18bit×18bit乘法器144个；具有加强型锁相环EPLL4个，
快速锁相环FPLL8个。这些锁相环具有高端功能包括时钟切换，PLL 重新配置，扩频时钟，频率综合，可编程相位偏移，可编程延迟偏移，外部反馈和可编程带宽等。本系统DSP选择ADI公司的ADSP TS201。它有高达600MHz的运行速度，1．6ns的指令周期；有24MB的片内DRAM；双运算模块，每个计算块包含1个ALU，一个乘法器，1个移位器，1个寄存器组和1个通信逻辑单元(CLU)；双整数ALU，提供数据寻址和指针操作功能；集成I／O接口，包括14通道的DMA控制器，外部端口，4个链路口，SDRAM控制器，可编程标识引脚，2个定时器和定时器输出引脚等用于系统连接；IEEE1149．1兼容的JTAG端口用于在线仿真；通过共享总线可以无缝连接多达8个TigerSHARC DSP。1．2FPGA+DSP结构由于FPGA和DSP各自的自身优势，FPGA+DSP信号处理架构已成为信号处理系统的常用结构。一般情况下FPGA+DSP的拓扑结构会根据需要进行不同的连接，这就导致这种结构的专用性，缺乏灵活性。对于一个通用处理平台要考虑到各种不同的信号通路，因此大部分通用FPGA+DSP平台都采取各个处理器间均有通路的方式。这种拓扑结构灵活方便，可以满足各种不同的通路需求，这种结构的缺点就是硬件设计的复杂以及可能会有资源浪费。对于这种通用FPGA+DSP 结构，FPGA与各个DSP之间均有连接，不同之处便是DSP之间的拓扑结构。一般分两种，一是高速外部总线口耦合结构组成多DSP 系统，这种结构可以实现多DSP共享系统内的资源，系统内的个处理器可以共享RAM，SDRAM和主机等资源，还可共享其他处理器核
雷达数字信号处理解决方案
雷达数字信号处理解决方案 1.背景 数字信号处理是现代通信、雷达和电子对抗设备的重要组成部分。在实际应用中，利用数字信号处理技术对接收数据进行处理，不仅可以实现高精准的目标定位和目标跟踪，还能够将目标识别、目标成像、精确制导、电子对抗等功能进行拓展，实现多种业务的一体化集成。 在现代雷达系统中，随着有源相控阵和数字波束形成（DBF）技术的广泛应用，接收前端存在大量的数据需要并行处理，并需要保证高性能和低延迟的特点。雷达日益复杂的应用环境，让雷达系统具备自适应于探测目标和环境的能力，数字信号处理部分也需要使用多种更加复杂的算法，并且可以做到算法模块化，以及通过软件配置功能模块的参数，实现软件定义的功能。更大的数据处理带宽能够使雷达获得更高的分辨率，更高的工作频率使得雷达可以小型化，能够在更小的平台上安装，这样对于硬件平台实现也有低功耗的要求。 在电子对抗设备中，可以在最短的时间内对多个威胁目标进行快速分析和响应，同样需要数字信号处理的相关算法具备高实时，高动态范围和自适应的特点。如何在宽频噪声的环境中寻找到目标的特征数据，如何在宽带范围内制造虚假目标实现全覆盖，数字信号的处理性能是至关重要的设计因素。 加速云的SC-OPS和SC-VPX产品，针对5G通信和雷达的数字信号处理的要求，结合Intel最新14nm 工艺的Stratix10 FPGA系列，提供了一套完整的硬件和软件相结合的解决方案。SC-OPS产品作为单独的硬件加速卡，通过PCIe插卡的方式实现与主机的通信功能，还可以通过多卡级联的方式实现数字信号的分布式处理方案。SC-VPX产品是由FPGA业务单板、主控板和机箱组成的VPX系统。借助于FPGA可编程的特性，加速云提供了高性能数学加速库FBLAS和FFT的RTL级IP，具有高性能和算法参数可配置的特点实现了多重信号分类（MUSIC）和自适应数字波束形成（ADBF）的核心算法，提高了5G通信和雷达在对抗干扰方面的性能。为了方便客户使用高层语言开发，加速云提供基于FPGA完整的OpenCL异构开发环境，快速实现用户自定义的信号处理加速方案。 图1. 加速云SC-OPS和SC-VPX产品
测速雷达数字信号处理系统的设计
西安工程大学学报 Journal of Xi’an Polytechnic University 第22卷第3期(总91期)2008年6月Vol.22,No.3(Sum.No.91) 文章编号:16712850X(2008)0320329204 测速雷达数字信号处理系统的设计 张雪侠1,党幼云1,杨 进2 (1.西安工程大学电子信息学院,陕西西安710048;2.西安展意信息科技有限公司,陕西西安710075) 摘要:采用PCI29812数据采集卡和XC2S200FP GA芯片共同完成测速雷达系统的信号处理,即高速A/D转换模块和频谱的分析,并利用VB语言实现速度时间曲线的拟合问题和终端界面的显示,完成友好的人机交互功能. 关键词:测速雷达;信号处理系统;PCI29812采集卡;界面显示 中图分类号:TN911.25 文献标识码:A 0 引 言 传统的测试速度技术,如靶圈测试、天幕靶测试等方法因测试过程繁琐,精度较差,已不能满足实时战地测试的需要[1].连续波雷达回波的多普勒频移测量方法,具有测速精度高,无速度模糊[2],并且可以得到单值无模糊的频率值[3]的特点,单对于测速来说,是最理想的方法.对于雷达后端信号处理部分,根据实际要求的不同,存在有不同的处理方法[427].目前,实际应用中存在多种车载雷达测速仪,它主要是测量出运动目标的即时速度并进行记录与显示,因而对于终端信号处理相对比较简单.本文设计的测速雷达数字信号处理系统不仅能完成弹丸速度的实时测量、记录与显示,更重要的是通过弹丸速度的连续测定,进而获取弹丸初速值.弹丸初速值的确定对于计算弹道的相关参数,分析弹丸的形状及大小具有重要的意义. 1 测速雷达系统组成 1.1 基本原理 连续波测速雷达系统的理论基础是多普勒效应[4]在电磁波领域中的应用.其基本原理是雷达中的波震荡器震荡出一系列的波,通过天线向着飞行中的弹丸发射电磁波,同时接收弹丸的反射回波,由于弹丸在运动,所以反射波和接收波之间存在有频率差,即发生了频率的变化,就是所谓的频移现象.这一频率差和弹丸的运动速度成正比例关系.其数学表达式为多普勒频差f d=2V t/λ,式中λ为信号波长,V t为运动目标的即时速度;λ=c/f0,c为光速,为常量,由于雷达发射的频率f0已知,可求出λ,那么只要再求出多普勒信号的频率差值f d,即可求得弹丸的即时速度V t.由于得到的是连续的f d的值,即对应多个V t值,因此可得出弹丸飞行轨迹上的多点瞬时速度值,即弹丸速度变化曲线,再根据此曲线按最小二乘法进行拟合,推算出弹丸的初速V o值. 1.2 整体结构 测速雷达由信号采集机和信号处理机组成,其中信号采集机包括高频组件、喇叭天线、前置放大器、红外启动器;信号处理机包括数字信号处理器和终端显示界面. 信号采集机部分完成了雷达发射机和部分接收机的功能.8mm波振荡器产生连续的8mm电磁波,通 收稿日期:2008204211 通讯作者:党幼云(19622),女,陕西省澄城县人,西安工程大学教授.E2mail:xk_dyy@https://www.360docs.net/doc/813401949.html,
《数字信号处理》课程教学大纲
《数字信号处理》课程教学大纲 课程编号: 11322617，11222617，11522617 课程名称：数字信号处理 英文名称：Digital Signal Processing 课程类型: 专业核心课程 总学时：56 讲课学时：48 实验学时：8 学分：3 适用对象: 通信工程专业、电子信息科学与技术专业 先修课程：信号与系统、Matlab语言及应用、复变函数与积分变换 执笔人：王树华审定人：孙长勇 一、课程性质、目的和任务 《数字信号处理》是通信工程、电子信息科学与技术专业以及电子信息工程专业的必修课之一，它是在学生学完了信号与系统的课程后，进一步学习其它专业选修课的专业平台课程。本课程将通过讲课、练习、实验使学生掌握数字信号处理的基本理论和方法。为以后进一步学习和研究奠定良好的基础。 二、课程教学和教改基本要求 数字信号处理是用数字或符号的序列来表示信号，通过数字计算机去处理这些序列，提取其中的有用信息。例如，对信号的滤波，增强信号的有用分量，削弱无用分量；或是估计信号的某些特征参数等。总之，凡是用数字方式对信号进行滤波、变换、增强、压缩、估计和识别等都是数字信号处理的研究对象。 本课程介绍了数字信号处理的基本概念、基本分析方法和处理技术。主要讨论离散时间信号和系统的基础理论、离散傅立叶变换DFT理论及其快速算法FFT、IIR和FIR数字滤波器的设计以及有限字长效应。通过本课程的学习使学生掌握利用DFT理论进行信号谱分析，以及数字滤波器的设计原理和实现方法，为学生进一步学习有关信息、通信等方面的课程打下良好的理论基础。 本课程将通过讲课、练习、实验使学生掌握数字信号处理的基本理论和方法。为以后进一步学习和研究奠定良好的基础，应当达到以下目标： 1、使学生建立数字信号处理系统的基本概念，了解数字信号处理的基本手段以及数字信号处理所能够解决的问题。 2、掌握数字信号处理的基本原理，基本概念，具有初步的算法分析和运用MATLAB编程的能力。 3、掌握数字信号处理的基本分析方法和研究方法，使学生在科学实验能力、计算能力和抽象思维能力得到严格训练，培养学生独立分析问题与解决问题的能力，提高科学素质，为后续课程及从事信息处理等方面有关的研究工作打下基础。 4、本课程的基本要求是使学生能利用抽样定理，傅立叶变换原理进行频谱分析和设计简单的数字滤波器。 三、课程各章重点与难点、教学要求与教学内容
雷达系统中的信号处理技术
雷达系统中的信号处理技术 摘要本文介绍了雷达系统及雷达系统信号处理的主要内容，着重介绍与分析了雷达系统信号处理的正交采样、脉冲压缩、MTD和恒虚警检测几种现代雷达技术，雷达系统通过脉冲压缩解决解决雷达作用距离和距离分辨力之间的矛盾，通过MTD来探测动目标，通过恒虚警（CFAR）来实现整个系统对目标的检测。 关键词雷达系统正交采样脉冲压缩MTD 恒虚警检测 1雷达系统概述 雷达是Radar（Radio Detection And Ranging）的音译词，意为“无线电检测和测距”，即利用无线电波来检测目标并测定目标的位置，这也是雷达设备在最初阶段的功能。雷达的任务就是测量目标的距离、方位和仰角，还包括目标的速度，以及从目标回波中获取更多有关目标的信息。典型的雷达系统如图1，它主要由雷达发射机、天线、雷达接收机、收发转换开关、信号处理机、数据处理机、终端显示等设备组成。 图1雷达系统框图
随着现代电子技术的不断发展，特别是数字信号处理技术、超大规模集成数字电路技术、计算机技术和通信技术的告诉发展，现代雷达信号处理技术正在向着算法更先进、更快速、处理容量更大和算法硬件化方向飞速发展，可以对目标回波与各种干扰、噪声的混叠信号进行有效的加工处理，最大程度低剔除无用信号，而且在一定的条件下，保证以最大发现概率发现目标和提取目标的有用信息。 雷达发射机产生符合要求的雷达波形，然后经馈线和收发开关由发射天线辐射出去，遇到目标后，电磁波一部分反射，经接收天线和收发开关由雷达接收机接收，然后对雷达回波信号依次进行信号处理、数据处理，就可以获知目标的相关信息。 雷达信号处理的流程如下： 图 2 雷达信号处理流程 2雷达信号处理的主要内容 雷达信号处理是雷达系统的主要组成部分。信号处理消除不需要的杂波，通过所需要的目标信号，并提取目标信息。内容包括雷达信号处理的几个主要部分：正交采样、脉冲压缩、MTD和恒虚警检测。 正交采样是信号处理的第一步，担负着为后续处理提供高质量数据的任务。采样的速率和精度是需要考虑的首要问题，采样系统引起的失真应当被限定在后续信号处理任务所要求的误差范围内，直接中频数字正交采样是当代雷达的主要技术之一。脉冲压缩技术在现代雷达系统中得到了广泛的应用。脉冲压缩雷达既能保持窄脉冲雷达的高距离分辨力，又能获得脉冲雷达的高检测力，并且抗干扰能力强。现在，脉冲压缩雷达使用的波形正在从单一的线性调频发展到时间、频率、编码混合调制，在尽可能不增加整机复杂度的条件下实现雷达性能的提升。杂波抑制是雷达需要具备的重要功能之一。动目标指示与检测是通过回波多普勒频移的不同来区分动目标和固定目标，通过设计合理的滤波器（组），就可以把目标号和杂波分开。
雷达信号处理和数据处理技术
雷达信号处理和数据处理技术 定价: ￥89.00元金桥价: ￥84.55元节省: ￥4.45元 内容简介 雷达信号处理和数据处理技术是雷达的神经中枢。信号处理通过对雷达回波信号的处理来发现目标和测定目标的坐标和速度等，形成目标点迹，数据处理通过对目标点迹的处理形成目标的航迹供指挥决策使用。 本书的主要内容包括雷达信号的形式、雷达杂波抑制、雷达脉冲压缩、雷达信号检测、雷达抗干扰、雷达目标识别、雷达点迹处理和雷达航迹处理等。 全书共14章，第1章为概论，第2章到第10章为雷达信号处理技术，第11章到第14章为雷达数据处理技术。全部内容既包含处理理论，也包含设计技术。 本书可以帮助雷达工程技术人员和雷达使用人员掌握有关雷达信号处理和数据处理技术，解决有关应用问题；同时还可以作为高等学校电子工程相关专业高年级本科生和研究生的参考用书。 雷达信号处理基础 定价: ￥55.00元金桥价: ￥52.25元节省: ￥2.75元
内容简介 本书译自国际著名雷达信号处理专家Mark A. Richards教授编写的教科书。该书介绍了雷达系统与信号处理的基本理论和方法，主要内容包括：雷达系统导论、雷达信号模型、脉冲雷达信号的采样和量化、雷达波形、多普勒处理、检测基础原理、恒虚警率检测、合成孔径雷达成像技术、波束形成和空-时二维自适应处理导论。书中包含了大量反映雷达信号处理最新研究成果和当前研究热点的补充内容，提供了大量有助于读者深入的示例。该书对基础理论和方法进行了详尽的介绍与深入严谨的论述，是一本雷达信号处理领域中高水平的教科书。 本书适合于从事雷达成像、检测、数据处理及相关信号处理的研究生作为教材使用，也是相关专业研究人员不可多得的一本参考书。Mark A.Richards。博士，佐治亚理工学院（Georgia Institute of Technology）的首席研发工程师和兼职教授。他具有20余年在学术界、工业界及政府部门从事雷达信号处理和嵌入式计算方面研究的经历。他曾被聘为美国国防高级研究计划署项目经理、IEEE 2001年雷达会议的总主席，以及IEEE图像处理和IEEE信号处理期刊的副编辑。Eichards博士长期从事关于雷达信号处理、雷达图像处理及相关学科的研究生教育和职业教育。这本严谨的著作源自于一位该领域令人尊敬的领导者，它提供了其他文献中所没有的关于雷达DSP基础及其应用的详细内容。对于那些不只想从普通雷达系统的书籍中粗略学习信号处理，还想学到更多关于信号模型、波形、干扰抑制、探测，以及诸如SAR和SFAP等高级雷达信号处理主题的人而言，本书是非常合适的。经过多年研究生和职业教育的完善与检验，这本深入介绍雷达DSP技术的书籍，以现有的先进雷达技术为基础，全面讨论了以下几方面的问题，并提供了详尽的例子：多域信号获取和采样、目标和干扰模型、常见雷达波形、干扰抑制技术、检测算法和工具、合成孔径成像和自适应阵列处理基础。 信息传输与正交函数 定价: ￥28.00元金桥价: ￥26.60元节省: ￥1.40元 内容简介 本书叙述了非正弦正交函数理论和以之为基础的信息传输系统，主要内容包括正交函数系、信息传输的基本思想和方法，移动通信与正交函数之间的关系，沃尔什函数的复制生成理论，一般复制生成理论及桥函数的概念，沃尔什函数及桥函数的相关函数的定义及其特性，序率分割制多路传输系统，信息传输系统的统一模型等。 本书可供从事通信、遥控、遥测和雷达工作的技术人员、科研人员以及高等院校师生参考。 DSP开发应用技术
数字信号处理习题及答案
==============================绪论============================== 1. A/D 8bit 5V 00000000 0V 00000001 20mV 00000010 40mV 00011101 29mV ==================第一章 时域离散时间信号与系统================== 1. ①写出图示序列的表达式 答：3)1.5δ(n 2)2δ(n 1)δ(n 2δ(n)1)δ(n x(n)-+---+++= ②用δ(n) 表示y (n )={2,7,19,28,29,15} 2. ①求下列周期 )5 4sin( )8 sin( )4() 51 cos()3() 54sin()2() 8sin( )1(n n n n n π ππ π - ②判断下面的序列是否是周期的; 若是周期的， 确定其周期。 （1）A是常数 8ππn 73Acos x(n)??? ? ??-= （2） )8 1 (j e )(π-=n n x 解： （1） 因为ω= 73π, 所以314 π2=ω, 这是有理数， 因此是周期序列， 周期T =14。 （2） 因为ω= 81, 所以ω π2=16π, 这是无理数， 因此是非周期序列。
③序列)Acos(nw x(n)0?+=是周期序列的条件是是有理数2π/w 0。 3.加法 乘法 序列{2，3，2，1}与序列{2，3，5，2，1}相加为__{4，6，7，3，1}__，相乘为___{4，9，10，2} 。 移位 翻转：①已知x(n)波形，画出x(-n)的波形图。 ② 尺度变换：已知x(n)波形，画出x(2n)及x(n/2)波形图。 卷积和：①h(n)*求x(n)，其他02 n 0n 3，h(n)其他03n 0n/2设x(n) 例、???≤≤-=???≤≤= }2 3 ,4,7,4，23{0,h(n)*答案：x(n)= ②已知x (n )={1,2,4,3},h (n )={2,3,5}, 求y (n )=x (n )*h (n ) x (m )={1,2,4,3},h (m )={2,3,5}，则h (-m )={5,3,2}(Step1:翻转) 解得y (n )={2,7,19,28,29,15} ③(n)x *(n)x 3)，求x(n)u(n u(n)x 2),2δ(n 1)3δ(n δ(n)2、已知x 2121=--=-+-+= }{1,4,6,5,2答案：x(n)= 4. 如果输入信号为 ，求下述系统的输出信号。
第五章信号处理初步
第五章信号处理初步 测试工作的目的是获取反映被测对象的状态和特征的信息。但是有用的信号总是和各种噪声混杂在一起的，有时本身也不明显，难以直接识别和利用。只有分离信号与噪声，并经过必要的处理和分析、清除和修正系统误差之后，才能比较准确地提取测得信号中所含的有用信息。因此，信号处理的目的是: 1)分离信、噪，提高信噪比; 2)从信号中提取有用的特征信号; 3)修正测试系统的某些误差，如传感器的线性误差、温度影响等。 信号处理可用模拟信号处理系统和数字信号处理系统来实现。 模拟信号处理系统由一系列能实现模拟运算的电路，诸如模拟滤波器、乘法器、微分放大器等环节组成。其中大部分环节在前行课程和前面几章中已有讨论。模拟信号处理也作为数字信号处理的前奏，例如滤波、限幅、隔直、解调等预处理。数字处理之后也常需作模拟显示、记录等。 数字信号处理是用数字方法处理信号，它即可在通用计算机上借助程序来实现，也可以用专用信号处理机来完成。数字信号处理机具有稳定、灵活、快速、高效、应用范围广、设备体积小、重量轻等优点，在各行业中得到广泛的应用。 第一节数字信号处理的基本步骤 1.数字信号处理的基本步骤如图5-I所示。 信号的预处理是把信号变成适于数字处理的形式，以减轻数字处理的困难。 预处理包括: 1)电压幅值调理为便于采样，总是希望电压峰-峰值足够大，以便充分利用A/D换器的精确度。如12位的A/D转换器，其参考电压为 5V。由于2l2=4096，故其末位数的当量电压为2.5mV。若信号电平较低，转换后二进制数的高位都为0，仅在低位有值，转换后的信噪比将很差。若信号电平绝对值超过5V，则转换中又将发生溢出，这是不允的。所以进入A/D 转换的信号的电平应适当调整。 2)必要的滤波，以提高信噪比，并滤去信号中的高频噪声。
雷达信号处理及目标识别分析系统方案
雷达信号处理及目标识别分系统方案 西安电子科技大学 雷达信号处理国家重点实验室 二○一○年八月
一 信号处理及目标识别分系统任务和组成 根据雷达系统总体要求，信号处理系统由测高通道目标识别通道组成。它应该在雷达操控台遥控指令和定时信号的操控下完成对接收机送来的中频信号的信号采集，目标检测和识别功能，并输出按距离门重排后的信号检测及识别结果到雷达数据处理系统，系统组成见图1-1。 220v 定时信号 目标指示数据 目标检测结果输出目标识别结果输出 图1-1 信号处理组成框图 二 测高通道信号处理 测高信号处理功能框图见图2-1。 s 图2-1 测高通道信号处理功能框图
接收机通道送来中频回波信号先经A/D 变换器转换成数字信号，再通过正交变换电路使其成为I 和Q 双通道信号，此信号经过脉冲压缩处理，根据不同的工作模式及杂波区所在的距离单元位置进行杂波抑制和反盲速处理，最后经过MTD 和CFAR 处理输出检测结果。 三 识别通道信号处理 识别通道信号处理首先根据雷达目标的运动特征进行初分类，然后再根据目标的回波特性做进一步识别处理。目标识别通道处理功能框图见图3-1所示。 图3-1 识别通道处理功能框图 四 数字正交变换 数字正交变换将模拟中频信号转换为互为正交的I 和Q 两路基带信号，A/D 变换器直接对中频模拟信号采样，通过数字的方法进行移频、滤波和抽取处理获得基带复信号，和模拟的正交变换方法相比，消除了两路A/D 不一致和移频、滤波等模拟电路引起的幅度相对误差和相位正交误差，减少了由于模拟滤波器精度低，稳定性差，两路难以完全一致所引起的镜频分量。 目标识别结果输出
第五章信号处理初步资料
《机械工程测试技术》 第五章 数字信号处理初步 主讲：王建军 山东理工大学?机械工
第五章信号处理初步 ●测试的目的：获取被测对象的状态和特征的信息。但信号 总是与噪声混杂在一起。所以，有必要进行信号处理。●信号处理的目的： ?1）分离信、噪，提高信噪比。 ?2）从信号中提取有用的特征信息。 ?3）修正测试系统的某些误差，如：传感器的线性误差、温度影响。 ●信号分析：研究信号的构成和特征值。 ●信号处理：信号经过必要的变换以获取所需信息的过程。 ●信号处理分为两类：模拟信号处理和数字信号处理
模拟信号处理： ●实现模拟运算的电路，如模拟滤波器、乘法器、 微分放大器等。 ●模拟信号处理也可用于数字信号处理的前奏 （如滤波、限幅、隔直、解调）及后续处理 （如模拟显示、记录）。
数字信号处理： ●用数字方法处理信号，可采用通用计算机， 或专用的信号处理机实现。 ●数字信号处理技术目前正处于迅速的发展 阶段，如DSP芯片的开发与使用，势头很 好。
第一节数字信号处理的基本步骤 预处理A/D 转换数字信号处理器或计算机 A/D 转换 结果显示 预处理 x(t)y(t) 物理信号 x(t) 传感器 电信号信 号调理 电信号 A/D 转换数字信号数字信号 分析仪或计 算机 显示 物理信号 y(t) 传感器 电信号 信号调理 电信号 A/D 转换数字信号
?1、信号的预处理：把信号变成适于数字处理的形式，减轻数字处理的困难。 ●1）电压幅值调理，便于采样。例如：12位A/D 转换器，参考电压为±5V ，其末位数字的当量电压为2.5mV 。●2）必要的滤波,提高信噪比，虑去信号中的高频噪声。●3）隔离信号中的直流分量（如果所测信号不允许有直流分量）。 ●4）对调制信号进行预先解调。 预处理A/D 转换数字信号处理器或计算机 A/D 转换 结果显示 预处理 x(t) y(t)
雷达信号处理技术与系统
雷达信号处理技术与系统 设计
脉冲多普勒雷达信号处理仿真 一、雷达概述 雷达是Radar（Radio Detection And Ranging）的音译词，意为“无线电检测和测距”，即利用无线电波来检测目标并测定目标的位置，这也是雷达设备在最初阶段的功能。雷达的任务就是测量目标的距离、方位和仰角，还包括目标的速度，以及从目标回波中获取更多有关目标的信息。 典型的雷达系统如图1，它主要由雷达发射机、天线、雷达接收机、收发转换开关、信号处理机、数据处理机、终端显示等设备组成。 收发转换开关天线发射的电磁波 目标 雷达发射机 接收的电磁波 雷达接收机 信号处理机 数据处理机 终端显示 图1 雷达系统框图 雷达发射机产生符合要求的雷达波形，然后经馈线和收发开关由发射天线辐射出去，遇到目标后，电磁波一部分反射，经接收天线和收发开关由雷达接收机接收，然后对雷达回波信号依次进行信号处理、数据处理，就可以获知目标的相关信息。 二、雷达信号 雷达发射信号可以分为连续信号和脉冲信号，常规雷达信号包括非相参脉冲信号、相参脉冲信号、参差变周期脉冲信号、步进频率脉冲信号、线性调频信号、非线性调频信号、相位编码信号等，这里主要介绍常用的线性调频信号，非线性调频信号，相位编码信号等。 1.线性调频信号 为了实现雷达发射能量与分辨率之间的矛盾，线性调频脉冲压缩体制的发
射信号其载频在脉冲宽度内按线性规律变化即用对载频进行调制(线性调频)的方法展宽发射信号的频谱，使其相位具有色散。 LFM （Linear Frequency Modulation ）信号(也称Chirp 信号)的数学表达式为： ) 2(22)( )(t K t f j c e T t rect t s +=π 式中c f 为载波频率，()t rect T 为矩形信号，即 11()0,t t rect T T elsewise ? , ≤?=?? ? B K T = ，是调频斜率。于是，信号的瞬时频率为()22c T T f Kt t + -≤≤，根 据K 的正负可以分为两种典型的chirp 信号，如图2所示。 图2 典型的chirp 信号 （a ）up-chirp(K>0)（b ）down-chirp(K<0) 2. 非线性调频信号 非线性调频脉冲信号是指脉内频率调制函数是非线性函数的一类信号。可以表示为： ))(exp()()(t j t u t x ?= )(t x 的调频函数：∑+∞ =-+= =1 1 2sin )()()(n nt n K B Bt f T t f τ πτ )(t x 的相位函数：∑ ?+∞ =∞ -+= =1 2 2sin )(2)(2)(n t nt n n K B t B dv v f t τ πττ π π?
数字信号处理系统作业
《数字信号处理系统》实践任务报告 学号：3110411072姓名：王伟东班级：11级信计2班 一、问题提出： 1.1实验背景： 滤波器是一种用来消除干扰杂讯的器件，将输入或输出经过过滤而得到纯净的直流电。对特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除的电路，就是滤波器，其功能就是得到一个特定频率或消除一个特定频率。经典滤波器按通频带分类可以分为低通（LP）、高通（HP）、带通（BP）、带阻（BS），按处理信号类型可以分为模拟滤波器和数字滤波器。 通过Matlab语言可以快捷的设计出有软件组成的数字滤波器，其中FIR滤波器（即有限冲击响应滤波器）最大的优点就是在满足幅频特性的同时，还可以获得严格的线性相位特性。1.2实验要求： 某一数字信号由500Hz、1000Hz和1500Hz三个频率组成，采样频率为4000Hz，请 1.设计一个低通滤波器，将上述数字信号送入滤波器后只留下500Hz频率分量； 2.设计一个带通滤波器，将上述数字信号送入滤波器后只留下1000Hz频率分量； 3.设计一个高通滤波器，将上述数字信号送入滤波器后只留下1500Hz频率分量； 4.设计一个带阻滤波器，将上述数字信号送入滤波器后滤除1000Hz频率分量； 要求从时域和频域两个角度说明滤波前后信号的变化。 1.3实验目的： 1. 熟悉FIR 滤波器的滤波原理 2. 熟悉FIR 滤波器的汇编实现 3.熟悉理想采样的性质，了解信号采样前后的频谱变化，加深对采样定理的理解 4. 学习用MA TLAB 设计滤波器 二、试验方法和过程 2.1实验原理： 数字滤波器的设计，是对提出的设计要求给出响应的性能指标，再通过计算，使物理可实现的实际滤波器频率响应特性，逼近给出的频率响应特性。设计完成后，可根据计算结果在MATLAB或DSP上实现。
1第一章 数字信号处理和DSP系统
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《TMS320C55X 系列DSP 指令系统、开发工具与编程指南》 译：李海森 清华大学出版社 《TMS320C55X DSP 原理及应用》 主编 汪春梅 电子工业出版社 主编：汪春梅
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第1章 数字信号处理和DSP系统
肖 飞
授 课 内 容
一、实时数字信号处理技术的发展 二、数字信号处理器的应用 三、数字信号处理器的特点 数字信号处 的特点 四 德州仪器公司的DSP产品 四、德州仪器公司的 五、DSP芯片的选择 五 片的选择 六、DSP应用系统设计流程 七、DSP软件开发流程
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1 1 实时数字信号处理技术的发展 1.1
典型实时数字信号处理系统的基本部件
A 输入
抗混叠 滤波器
A
ADC
D
数字信 号处理
D
DAC
A
抗镜像 滤波器
A 输出
DAC 数/模转换器（Digital-to-Analog Converter） ADC 模/数转换器（Analog-to-Digital A l t Di it l Converter C t ） 抗混叠滤波器 抗镜像滤波器 （Anti-aliasing g filter） （Anti-image filter）
测试技术基础答案 第五章 信号处理初步
第五章信号处理初步 一、知识要点及要求 (1)了解信号处理的目的和分类，及数字信号处理的基本步骤； (2)掌握模拟信号数字化出现的问题、原因和措施； (3)掌握信号的相关分析及其应用； (4)掌握信号的功率谱分析及其应用。 二、重点内容及难点 (一)信号处理 1、信号处理的目的 (1)分离信号和噪声，提高信噪比； (2)从信号中提取有用的特征信号； (3)修正测试系统的某些误差，如传感器的线性误差、温度影响等。 2、信号处理的分类 模拟信号处理：对模拟信号进行处理，由一系列能实现模拟运算的电路来实现。 数字信号处理：对数字信号进行处理，可以在通用计算机上借助程序来实现，或由专用数字信号处理机（DSP芯片）来实现。 (二)数字信号处理的基本步骤 1、 (1)电压幅值调整；(2)必要的滤波；(3)隔直；(4)解调。 2、A/D转换的作用：把模拟信号转换为数字信号，以便能用数字方法进行处理。 (1)采样：时间离散；(2)量化：幅值离散；(3)截断。 3、计算机或数字信号处理器的作用对数字化之后的信号进行处理。 (三)模拟信号的数字化 1、时域采样和混叠 时域采样，就是等时间间隔地取点。从数学处理上看，就是乘以采样函数，时域相乘相当于频域作卷积，就相当于频谱的周期延拓，即频谱的搬移。 在频域中，如果频谱的搬移距离过小，搬移后的频谱就会有一部分相互交叠，从而使新合成的频谱与原频谱不一致，无法准确地恢复原时域信号，这种现象称为混叠。 2、时域截断和泄漏 时域截断，就是取有限长的信号。从数学处理上看，就是乘以有限宽矩形窗函数。时域相乘相当于频域作卷积，就相当于频谱的周期延拓，即频谱的搬移。 在频域中，由于矩形窗函数的频谱是一个无限带宽的sinc函数，即使原模拟信号是有限带宽的，截断后也必然成为无限带宽的，这种信号的能量在频率轴分布扩展的现象称为泄漏。 3、频域采样和栅栏效应 频域采样，就是在频率轴上等间隔地取点，使频率离散化。从数学处理上看，就是乘以频率采样函数。频域相乘相当于时域作卷积，就相当于时域波形的周期延拓，即频域波形的
数字信号处理知识点总结
《数字信号处理》辅导 一、离散时间信号和系统的时域分析 （一） 离散时间信号 （1）基本概念 信号：信号传递信息的函数也是独立变量的函数，这个变量可以是时间、空间位置等。 连续信号：在某个时间区间，除有限间断点外所有瞬时均有确定值。 模拟信号：是连续信号的特例。时间和幅度均连续。 离散信号：时间上不连续，幅度连续。常见离散信号——序列。 数字信号：幅度量化，时间和幅度均不连续。 （2）基本序列（课本第7——10页） 1）单位脉冲序列 1,0()0,0n n n δ=?=?≠? 2）单位阶跃序列 1,0 ()0,0n u n n ≥?=?≤? 3）矩形序列 1,01 ()0,0,N n N R n n n N ≤≤-?=?<≥? 4）实指数序列 ()n a u n 5）正弦序列 0()sin()x n A n ωθ=+ 6）复指数序列 ()j n n x n e e ωσ= （3）周期序列 1）定义：对于序列()x n ，若存在正整数N 使()(),x n x n N n =+-∞<<∞ 则称()x n 为周期序列，记为()x n ，N 为其周期。 注意正弦周期序列周期性的判定（课本第10页） 2）周期序列的表示方法： a.主值区间表示法 b.模N 表示法 3）周期延拓 设()x n 为N 点非周期序列，以周期序列L 对作()x n 无限次移位相加，即可得到周期序列()x n ，即 ()()i x n x n iL ∞ =-∞ = -∑ 当L N ≥时，()()()N x n x n R n = 当L N <时，()()()N x n x n R n ≠ （4）序列的分解 序列共轭对称分解定理：对于任意给定的整数M ，任何序列()x n 都可以分解成关于/2c M =共轭对称的序列()e x n 和共轭反对称的序列()o x n 之和，即