FPGA实现幅度调制连续波超声测距器的重构相锁定方案研究

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本文档探讨了在FPGA中实现一种幅度调制连续波(AMCW)超声测距器的方法,利用了重构相锁定环(RPLL)与滑动离散傅里叶变换(SDFT)。该技术基于最近提出的集成相位锁定方案,旨在提高超声测距系统的精度和性能。 首先,文章介绍了一种创新的系统架构,通过结合SDFT和RPLL,能够实时分析和解调超声信号中的频率成分。传统的相锁定环用于保持本地振荡器的频率与接收信号同步,而重构策略允许更灵活和高效地处理信号,尤其是在高数据率下,这在实时测距应用中至关重要。 SDFT在此处的作用是将连续的超声波信号分解成一系列离散频谱,这有助于减少噪声影响,同时提供了关于信号强度和频率变化的宝贵信息。通过滑动窗口技术,SDFT能够捕捉信号随时间的变化,从而实现动态范围的扩展和精确的距离测量。 RPLL的重构则涉及对传统设计的优化,可能包括改进的锁相环路滤波器、采样率调整、以及更高效的算法实现。这种优化有助于减小功耗、降低复杂度,并且可能提升了系统对噪声和干扰的抗扰能力。 论文作者Sumathi和Janakiraman来自DA-IICT和印度理工学院马德拉斯分校,他们分别来自信息通信技术和电气工程领域,强调了这项工作的学术贡献和合作背景。他们的研究着重于提供一个开源的文章,遵循Creative Commons Attribution License,允许广泛的使用、分发和复制,只要原始作品得到适当的引用。 这篇论文提供了一个创新的FPGA实现方案,针对幅度调制连续波超声测距技术,通过重构的相锁定环路和滑动离散傅里叶变换,展示了如何提升测距系统的性能,对于电子工程师、信号处理专家以及超声传感器开发者来说,具有重要的参考价值。