基于FPGA的多普勒测振计设计

为了实现激光-水声浅海地形遥感探测中水声信号的实时解调与处理，本文提出了一种基于FPGA的激光多普勒测振计信号采集与处理系统的设计方案。以CycloneⅡ系列FPGA为核心控制模块，结合ADS1174模数转换芯片、DAC8551数模转换芯片和MAX3232收发芯片，实现了高速数据采集和串口通信。该方案中所设计的信号采集系统具有性能可靠、实时性强、集成度高、扩展灵活等特点，并且通过试验验证了该方案的实用性。
基于 FPGA 的多普勒测振计设计
为了实现激光-水声浅海地形遥感探测中水声信号的实时解调与处理，本文提出
了一种基于 FPGA 的激光多普勒测振计信号采集与处理系统的设计方案。以
Cyclone Ⅱ系列 FPGA 为核心控制模块，结合 ADS1174 模数转换芯片、
DAC8551数模转换芯片和 MAX3232收发芯片， 实现了高速数据采集和串口
通信。 该方案中所设计的信号采集系统具有性能可靠、实时性强、集成度高、
扩展灵活等特点，并且通过试验验证了该方案的实用性。

0 引言

传统的浅海地形测量以船只为平台，采用声纳技术进行，这种测量方法对于
一些船只难以驶入的区域便形 成了测量盲区，而机载平台与光声浅海测量技术
的结合克服了这一缺点，大大提高了测量区域的范围。基于激光多普勒测振技术
的声光耦合系统是光声浅海地形遥感 系统的重要组成部分，包括激光多普勒测
振系统、水面反射光自适应跟踪系统以及可调水平平台三个部分。激光多普勒测
振系统能够应用多普勒效应，利用激光的高 相干性测量光声浅海地形遥感系统
中水表面的振动速度，进而获得水中的声信息。该声信息的采集和进一步处理正
是通过基于 FPGA 的信号采集与处理系统实现的。

针对遥感系统的工作环境特点、待处理信号的频谱特征以及系统信噪比等要
求，综合比较多种信号采集系统方案的优缺点，本文提出了一种基于 FPGA 的
激光多普勒测振计信号采集与处理系统的设计方案，该方案可以实现光声浅海地
形遥感探测中的水声信号的实时采集与处理。

1 系统总体结构

激光多普勒测振计信号采集与处理系统要求既要具有高速实时的采集和处
理能力，也要具有丰富的外部接 口，同时，考虑到系统稳定性和灵活性的要求，
采用核心板和底层板结合的硬件结构。系统原理框图如图1所示，