便攜式中頻信號(hào)采集系統(tǒng)方案

  1、性能
  雙通道250M/14bitAD
  單通道400M/14bitDA
  支持內(nèi)外時(shí)鐘、內(nèi)外觸發(fā)，主要采用外時(shí)鐘。
  CPCI總線
  6U標(biāo)準(zhǔn)板型

  2主要功能
  該板卡是基于cPCI接口的信號(hào)采集平臺(tái)，主要用于針對(duì)TI的AD采集芯片和Xilinx公司的Virtex-5系列相關(guān)的技術(shù)開發(fā)、應(yīng)用和仿真，板卡帶有兩個(gè)FMC子板，其中一個(gè)子板上集成了一片雙通道250MSPSAD芯片，另外一個(gè)FMC接口用于擴(kuò)展使用。該板卡同時(shí)滿足通過后插板進(jìn)信號(hào)的要求。

  便攜系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如下：

 

  cPCI母板結(jié)構(gòu)如下：

 

  該母板帶有兩個(gè)FMC子板，子板可任意調(diào)整各自采用頻率的AD或DA。同時(shí)在J5的位置上面保留了6個(gè)SMA插座，因此滿足后插板進(jìn)信號(hào)的要求。

  母板現(xiàn)正在進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)，PCB布局圖如下：

 

  3模塊設(shè)計(jì)概要

  3.1A/D轉(zhuǎn)換子卡
  該FMC子卡設(shè)計(jì)成雙通道AD采集，板載一個(gè)雙通道AD芯片，支持內(nèi)外觸發(fā)，支持內(nèi)外時(shí)鐘輸入。
  ADS4249性能參數(shù)：
  芯片采用TI公司的ADS4249，這是一款雙通道14Bit采樣頻率為250MHz的高性能AD采集芯片
  DDRLVDS輸出的方式，
  SFDR(Fin=170MHz)時(shí)無雜散動(dòng)態(tài)范圍可達(dá)80dBc
  SNR（Fin=170MHz）信噪比71.7dBFS
  工作電壓為1.8V，功耗560mW。
  該芯片為雙通道采集，能夠有效的保證雙通道同步采集，減少硬件上的延時(shí)誤差。

  3.2母板FPGA單元
  FPGA是系統(tǒng)重要組成部分。主要負(fù)責(zé)對(duì)AD采樣數(shù)據(jù)的預(yù)處理及輸出DA回放數(shù)據(jù)，是整個(gè)板卡的主處理核心。
  V5系列特性在這里不加贅述。

  3.3存儲(chǔ)器
  板上設(shè)計(jì)有各種存儲(chǔ)器，這將大大提高數(shù)字信號(hào)的傳輸與處理速度，主要的存儲(chǔ)器包括：共2GB的DDR2，以及32MB的FLASH非易失RAM。

  3.4程序加載
  FPGA加載可以通過兩種方式，JTAG加載和FLASH加載，主要由FPGA管理。兩種模式都可以在線實(shí)時(shí)重加載。（根據(jù)用戶習(xí)慣加載方式待定）

  3.6系統(tǒng)介紹
  整套系統(tǒng)采用便攜式架構(gòu)，采用便攜式機(jī)箱，采用cPCI或者VPX總線等類型的底板，可滿足多種總線多種用途的需求。

  便攜式系統(tǒng)實(shí)物圖如下：

 

  該超薄便攜式cPCI加固計(jì)算機(jī)，全金屬外殼、高強(qiáng)度鋁合金結(jié)構(gòu)、機(jī)箱四角獨(dú)特的防震動(dòng)橡膠墊、機(jī)箱內(nèi)部硬盤減震橡膠圈使其更適合在不同惡劣環(huán)境條件下使用。系統(tǒng)采用6U結(jié)構(gòu)，1個(gè)系統(tǒng)槽，3個(gè)擴(kuò)展槽，大限度地滿足對(duì)攜帶的需求。整個(gè)機(jī)箱重量在7公斤左右，機(jī)箱采用外部供電方式，亦可根據(jù)定制需求，外部采用一個(gè)移動(dòng)便攜電源為其供電。目前這種便攜式機(jī)箱國(guó)產(chǎn)和進(jìn)口的都有，可靠性都很高，便攜易用。

  根據(jù)用戶的實(shí)際需求我們采用便攜式架構(gòu)，內(nèi)部主機(jī)采用定制方式，將采用cPCI槽位的底板，或者VPX總線的底板等，再將整個(gè)底板以及主板進(jìn)行加固，易于便攜，滿足移動(dòng)工作的要求。類似的便攜式系統(tǒng)我們給電子某所定制過一套，上面的便攜式機(jī)箱就是專門為客戶定制的，內(nèi)部結(jié)構(gòu)都是經(jīng)過實(shí)際測(cè)量定制出來的，主要就是為了滿足用戶的便攜移動(dòng)要求。內(nèi)部的cPCI槽位都有導(dǎo)槽和固定孔進(jìn)行加固，不會(huì)因?yàn)楸銛y移動(dòng)導(dǎo)致板卡或者計(jì)算機(jī)的損壞。整體供電采用外部供電方式，降低重量。標(biāo)準(zhǔn)的220V三芯供電電纜。

  我們有充足的技術(shù)儲(chǔ)備來實(shí)現(xiàn)多種定制服務(wù)，公司在采集方面可以實(shí)現(xiàn)10M-3GHz的采集要求，DA轉(zhuǎn)換大可實(shí)現(xiàn)1.6GHz的轉(zhuǎn)換要求。信號(hào)處理方面我們可以設(shè)計(jì)各種信號(hào)的處理板，F(xiàn)PGA+TS201、FPGA+TI各種混合式處理系統(tǒng)?？偩€接口包含了PCIe、cPCI、VPX等。系統(tǒng)應(yīng)用涵蓋了雷達(dá)、聲納、通信等領(lǐng)域。