一种基于FPGA芯片的信号采集方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种基于FPGA芯片的信号采集方法及装置，包括：ADC芯片，用于采集回波信号，回波信号是对应于毫米波雷达发射信号的信号，发射信号为脉冲调制信号；ADC芯片，还用于对所述回波信号进行处理得到第一数字信号；CIC滤波器，用于按照预定的采样率对第一数字信号进行采样，得到第二数字信号，第二数字信号的量化位数设定为预定的量化位数，并且高于第一数字信号的量化位数；USB控制模块，用于将第二数字信号存储到存储器中。字信号存储到存储器中。字信号存储到存储器中。

【技术实现步骤摘要】
一种基于FPGA芯片的信号采集方法及装置


[0001]本专利技术涉及信号采集领域，尤其涉及一种基于FPGA芯片的信号采集方法及装置。

技术介绍

[0002]近年来，在信号采集领域，毫米波雷达引起了关注，被广泛应用于自动驾驶，无人机，目标追踪等领域。其优势在于成本低廉，技术成熟，信号处理方案简单，抗干扰能力和穿透力强，以及高频段大带宽的毫米波提供了更好的距离、速度分辨率，但是在现有的毫米波雷达信号采集应用中，被采集的数据往往需要与上位机进行通信，比如将数字化的信号交给PC进行进一步处理，或者直接将处理后的结果交付给PC进行展示等，信号传输速度的不足将影响系统的实时性，导致信号处理滞后，并最终影响雷达探测结果的有效性，另外，在毫米波雷达信号处理系统中，为了满足不同工作场景下对采样率的不同要求，多速率信号处理技术被广泛应用，现有的毫米波雷达信号采集模块缺少对信号的采样率进行变换的功能，为后续的信号处理增加了工作量，并且影响了采集模块本身的实用性，结合毫米波雷达的热门前景和广泛用途，如何高精度、高速率的对毫米波雷达信号进行采集和处理，是未来信号采集系统研究和发展的重要方向之一。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种基于FPGA芯片的信号采集方法及装置，以至少解决现有技术中存在的以上技术问题。
[0004]本专利技术一方面提供一种基于FPGA芯片的信号采集装置，包括：
[0005]ADC芯片，用于采集回波信号，所述回波信号是对应于毫米波雷达发射信号的信号，所述发射信号为脉冲调制信号；r/>[0006]所述ADC芯片，还用于对所述回波信号进行处理得到第一数字信号；
[0007]CIC滤波器，用于按照预定的采样率对所述第一数字信号进行采样，得到第二数字信号，所述第二数字信号的量化位数设定为预定的量化位数，并且高于所述第一数字信号的量化位数；
[0008]USB控制模块，用于将所述第二数字信号存储到存储器中。
[0009]其中，该装置还包括：
[0010]毫米波雷达芯片，用于发送脉冲调制信号，所述脉冲调制信号包含多个线性调频信号；
[0011]其中，该装置还包括：
[0012]所述毫米波雷达芯片，还用于针对任意一个所述线性调频信号，接收侦测目标对所述线性调频信号反射回的线性调频信号；
[0013]所述毫米波雷达芯片，还用于对接收的线性调频信号进行去斜处理，得到正弦信号。
[0014]其中，该装置还包括：
[0015]所述CIC滤波器，还用于按照所述第一数字信号采样率的四分之一对所述第一数字信号进行采样，得到第二数字信号。
[0016]其中，该装置还包括：USB芯片，
[0017]所述USB控制模块包括：USB顶层控制单元和存储器；
[0018]所述存储器包括：第一存储器和第二存储器；
[0019]所述第一存储器，用于存储第二数字信号；
[0020]所述USB芯片，用于接收上位机发送的读请求，将读请求发送给所述USB顶层控制单元；
[0021]所述USB顶层控制单元，用于读请求存储到第二存储器中，根据读请求从所述第一存储器中读取第二数字信号并将第二数字信号发送给所述USB芯片；
[0022]所述第二存储器，用于存储读请求；
[0023]所述USB芯片，还用于将第二数字信号发送给所述上位机。
[0024]本专利技术另一方面提供一种基于FPGA芯片的信号采集方法，包括：
[0025]采集回波信号，所述回波信号是对应于毫米波雷达发射信号的信号，所述发射信号为脉冲调制信号；
[0026]对所述回波信号进行处理得到第一数字信号；
[0027]按照预定的采样率对所述第一数字信号进行采样，得到第二数字信号，所述第二数字信号的量化位数设定为预定的量化位数，并且高于所述第一数字信号的量化位数；
[0028]将所述第二数字信号存储到存储器中。
[0029]其中，所述采集回波信号之前，该方法还包括：
[0030]发送脉冲调制信号，所述脉冲调制信号包含多个线性调频信号。
[0031]其中，所述采集回波信号，该方法包括：
[0032]针对任意一个所述线性调频信号，接收侦测目标对所述线性调频信号反射回的线性调频信号；
[0033]对接收的线性调频信号进行去斜处理，得到正弦信号。
[0034]其中，所述按照预定的采样率对所述第一数字信号进行采样，该方法包括：
[0035]按照所述第一数字信号采样率的四分之一对所述第一数字信号进行采样，得到第二数字信号。
[0036]其中，所述将所述第二数字信号存储到存储器中，该方法还包括：
[0037]接收上位机发送的读请求，将读请求发送给所述USB顶层控制单元；
[0038]将读请求存储到第二存储器中，根据读请求从所述第一存储器中读取第二数字信号并将第二数字信号发送给所述USB芯片；
[0039]将第二数字信号发送给所述上位机。
[0040]在本专利技术上述的方案中，利用CIC滤波器对数字信号的采样率进行变换，满足不同工作场景下对信号采样率的不同需求，同时，CIC滤波器提高信号的量化位数，增强信号的精度，使用USB控制模块实现数据在存储器和上位机之间的高速传输，满足实时性需求，且本专利技术提供的装置集成度高、体积小、便于安装。
附图说明
[0041]图1示出了一实施例所示的基于FPGA芯片的信号采集方法流程图；
[0042]图2示出了一实施例所示的基于FPGA芯片的信号采集装置结构示意图；
[0043]图3示出了一实施例所示的USB控制模块结构示意图。
具体实施方式
[0044]为使本专利技术的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而非全部实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0045]为了提高对毫米波雷达信号进行采集和处理的精度和速率，如图1所示，本专利技术一实施例提供了一种基于FPGA芯片的信号采集装置，该装置包括：
[0046]ADC芯片02，用于采集回波信号，所述回波信号是对应于毫米波雷达发射信号的信号，所述发射信号为脉冲调制信号。
[0047]具体而言，ADC芯片02采集回波信号，采集的回波信号是毫米波雷达芯片01发送的脉冲调制信号中的单个线性调频信号经过侦测目标反射后发回的多个线性调频信号。
[0048]所述ADC芯片02，还用于对所述回波信号进行处理得到第一数字信号。
[0049]具体而言，ADC芯片02将回波信号进行模数转换处理，得到第一数字信号，数字信号是一种由二进制数字来表示的信号，具有保密性高、抗干扰、传输质量高的优点。
[0050]CIC滤波器03，用于按照预本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于FPGA芯片的信号采集装置，其特征在于，包括：ADC芯片，用于采集回波信号，所述回波信号是对应于毫米波雷达发射信号的信号，所述发射信号为脉冲调制信号；所述ADC芯片，还用于对所述回波信号进行处理得到第一数字信号；CIC滤波器，用于按照预定的采样率对所述第一数字信号进行采样，得到第二数字信号，所述第二数字信号的量化位数设定为预定的量化位数，并且高于所述第一数字信号的量化位数；USB控制模块，用于将所述第二数字信号存储到存储器中。2.根据权利要求1所述的信号采集装置，其特征在于，该装置还包括：毫米波雷达芯片，用于发送脉冲调制信号，所述脉冲调制信号包含多个线性调频信号；所述毫米波雷达芯片，还用于针对任意一个所述线性调频信号，接收侦测目标对所述线性调频信号反射回的线性调频信号；所述毫米波雷达芯片，还用于对接收的线性调频信号进行去斜处理，得到正弦信号；所述ADC芯片，还用于采集所述毫米波雷达芯片发出的所述正弦信号。3.根据权利要求1所述的信号采集装置，其特征在于，所述CIC滤波器，还用于按照所述第一数字信号采样率的四分之一对所述第一数字信号进行采样，得到第二数字信号。4.根据权利要求1所述的信号采集装置，其特征在于，所述CIC滤波器，还用于将所述第二数字信号发送给所述USB控制模块；所述USB控制模块，还用于将所述第二数字信号写入存储器中进行缓存。5.根据权利要求4所述的信号采集装置，其特征在于，该装置还包括：USB芯片，所述USB控制模块包括：USB顶层控制单元和存储器；所述存储器包括：第一存储器和第二存储器；所述第一存储器，用于存储第二数字信号；所述USB芯片，用于接收上位机发送的读请求，将读请求发送给所述USB顶层控制单元；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：向洪，王俊，贺嘉诚，袁常顺，
申请(专利权)人：北京航空航天大学杭州创新研究院，
类型：发明
国别省市：