CN107036577A - 一种激光测角系统数据采集和信息处理系统 - Google Patents

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Abstract

一种激光测角系统数据采集和信息处理系统，包括FPGA数据处理器，FPGA数据处理器与PS振荡器相连；PL振荡器与时钟缓存器相连；时钟缓存器与ADC模数转换器相连；时钟缓存器还与FPGA数据处理器相连；外部的四通道模拟信号通过ADC模数转换器与FPGA数据处理器相连；其工作原理为：采用通道高速模数转换器对4路模拟信号同时采样，去掉了现有技术中的峰值保持电路，使电路得到简化，提高了测量精度，同时采用高性能的嵌入式片上系统芯片，通过运行复杂的信息提取和散射光抑制算法，可增强激光测角系统对后向散射干扰的抑制能力。

Description

一种激光测角系统数据采集和信息处理系统
技术领域
本发明属于制导信息处理技术领域，具体涉及一种激光测角系统数据采集和信息处理系统，可以用于解决测角系统小型化问题和提高测角系统抑制后向散射能力。
背景技术
数据采集和信息处理作为激光测角系统的关键分系统，对测角系统的探测能力和尺寸影响非常大，直接影响武器成本和小型化。现有激光测角系统的数据采集和信息处理系统一般采用峰值保持电路，这种方案只能采集低频信号，无法抑制后向散射问题；另外，四路脉冲信号需要四路峰值保持电路，设计时很难保证四路参数的一致性，容易产生测量噪声，影响测量精度，而且这种方案器件较多，很难小型化；目前激光测角系统的数据采集和信息处理系统一般采用单片机或DSP处理器，处理速度慢，无法完成复杂的计算。
发明内容
为克服上述技术的不足，本发明的目的是提供一种激光激光测角系统数据采集和信息处理系统，针对现有激光测角系统峰值保持电路器件较多、无法有效抑制后向散射的问题，采用高速采样芯片对经放大后100ns-300ns的脉冲直接采样，去掉了以往方案的峰值保持电路，使电路得到简化，提高测量精度，并选用高速处理器对采样信号进行散射光抑制处理，提高激光测角系统的后向散射抑制能力。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种激光激光测角系统数据采集和信息处理系统，其特征在于，包括FPGA数据处理器，FPGA数据处理器与PS振荡器相连；PL振荡器与时钟缓存器相连；时钟缓存器与ADC模数转换器相连；时钟缓存器还与FPGA数据处理器相连；外部的四通道模拟信号通过数据采集的ADC模数转换器与FPGA数据处理器相连；FPGA数据处理器通过串口与控制系统相连。
所述FPGA数据处理器选用型号为XC7Z030。
所述PS振荡器选用型号为DSC1001CI1-O。
所述PL振荡器选用型号为SG3225VAN。
所述时钟缓存器用型号为ZL40200。
所述的ADC模数转换器采用型号为ADC9239。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)本发明采用高速采样芯片代替了现有技术常用的峰值保持电路，大幅度简化了电路的规模，减少了激光测角系统数据采集和信息处理系统尺寸、功耗和重量；
2)本发明对脉冲(100ns-300ns)信号直接进行采样，使激光测角系统可以从脉冲信号的波形中获取真实目标回波信号，可有效抑制后向散射的干扰；
3)本发明AD9239是一款四通道、12位、250MSPS模数转换器(ADC)，一个芯片同时采集四个通道，可以提高探测精度；
4)本发明XC7Z030是一款高性能的嵌入式片上系统芯片，在芯片中分为主处理器部分(PS部分)和常用的可编程逻辑部分(PL部分)两大部分，通过运行复杂的信息提取和散射光抑制算法，可增强激光测角系统对后向散射干扰的抑制能力。
附图说明
图1为现有技术中激光激光测角系统的数据采集和信息处理系统结构图。
图2为本发明激光激光测角系统的数据采集和信息处理系统结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作进一步详细说明。
一种激光激光测角系统数据采集和信息处理系统，其特征在于，包括FPGA数据处理器1，FPGA数据处理器1与PS振荡器2相连；PL振荡器3与时钟缓存器4相连；时钟缓存器4与ADC模数转换器5相连；时钟缓存器4还与FPGA数据处理器1相连；外部的四通道模拟信号通过数据采集的ADC模数转换器5与FPGA数据处理器1相连。FPGA数据处理器1通过串口与控制系统相连。
它包含硬件系统结的构框图如图2所示。振荡器DSC1001CI1-O给FPGA的PS侧提供33.33MHz时钟。振荡器SG3225VAN产生250MHz时钟给AD9239-250提供时钟，同时给FPGA中的GTX提供时钟。外部的四通道模拟信号送入ADC9239的差分输入端，ADC9239在时钟控制下对信号完成采样并将数据传输到XC7Z030处理器进行处理，得到目标的位置信息，并将该信息传输给控制系统做进一步处理。
所述XC7Z030处理器为MCU/FPGA架构，主频为800MHz，内嵌了2个ARM硬核和4个6.6Gb/s高速收发器，内部分为常用的可编程逻辑部分(PL部分)和主处理器部分(PL部分)两大部分，芯片性能高且尺寸小，符合系统多通道大数据量处理和小型化要求。ADC芯片选用AD9239，AD9239是一款四通道、12位、250MSPS模数转换器(ADC)，可以保证四个通道信号采集的一致性，内置温度传感器与高速串行接口。选用两个振荡器，PS侧晶振时钟选型为DSC1001CI1-O，产生的33.33MHz时钟，给FPGA的PS侧提供时钟，另外一个是由另一个晶振产生250MHz时钟，给AD9239提供时钟，同时给FPGA中的GTX提供时钟。
本发明的工作原理是：
参照图2，系统简要的工作流程为：本系统在两个时钟的驱动下工作，四通道的脉冲信号(100ns-300ns)输入到AD9239，AD9239以不高于250MSPS速率进行数据采样，并通过GTX接口将采集数据传送到XC7Z030处理器，XC7Z030处理器采用特定的信息提取和散射光抑制算法对数据进行处理，提取出目标位置信息，并将处理结果传给控制系统。

Claims (6)

1.一种激光测角系统数据采集和信息处理系统，其特征在于，包括FPGA数据处理器(1)，FPGA数据处理器(1)与PS振荡器(2)相连；PL振荡器(3)与时钟缓存器(4)相连；时钟缓存器(4)与ADC模数转换器(5)相连；时钟缓存器(4)还与FPGA数据处理器(1)相连；外部的四通道模拟信号通过数据采集的ADC模数转换器(5)与FPGA数据处理器(1)相连；FPGA数据处理器(1)通过串口与控制系统相连。
2.根据权利要求1所述的一种激光测角系统数据采集和信息处理系统，其特征在于，所述FPGA数据处理器选用型号为XC7Z030。
3.根据权利要求2所述的一种激光测角系统数据采集和信息处理系统，其特征在于，所述PS振荡器选用型号为DSC1001CI1-O。
4.根据权利要求1所述的一种激光测角系统数据采集和信息处理系统，其特征在于，所述PL振荡器选用型号为SG3225VAN。
5.根据权利要求1所述的一种激光测角系统数据采集和信息处理系统，其特征在于，所述时钟缓存器用型号为ZL40200。
6.根据权利要求1所述的一种激光测角系统数据采集和信息处理系统，其特征在于，所述的ADC模数转换器采用型号为ADC9239。
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