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激光信号的高速处理是汽车激光雷达防撞系统的重要组成部分,它实现了对高重频窄脉冲激光目标回波的快速捕获、检测和实时处理。 在分析了激光雷达脉冲式、连续波相位式测距原理基础上,根据实际情况对高速信号处理系统性能提出参数化要求,并基于激光信号窄、难捕获、数据量大、实时性要求高的特点,提出采用高速ADC+FPGA+DSP的数据采集与实时处理的设计方案。该方案中ADC负责信息快速数字化,DSP负责数据实时处理,FPGA集成了时序逻辑控制电路、缓存FIFO等分散电路,在提高系统可靠性的同时减少了印制电路板的面积,良好的可移植性更适合模块化设计。 硬件设计方面,着重探讨了电源及时钟电路、模拟数字转换电路、基于FPGA的缓存及控制电路和数字信号处理(DSP)电路模块,并对各模块中关键部分进行了详细介绍。通过实验初步调试结果验证了设计的正确性。电路简单、可靠、实时性强,最高采样率达200MHz,具有8bit垂直分辨率,1M×32位数据存储空间,能够实现立即触发、延时或超前触发和软件触发等多种触发模式。 编程方面上,详细介绍了在相应编程环境和测试平台下对FPGA芯片、DSP芯片和倍频芯片的编程和在系统修改,给出了主要程序的时序和仿真结果,通过调整软件设计进一步提高了系统的稳定性和准确性。 实验方面,单独测试了基于FPGA的FIFO存储和DSP处理模块,经系统调试和模拟实验,基本实现了系统的设计目的和性能要求。 本文通过理论分析、计算机仿真和实验验证得出了一些有意义的经验和结论,为课题的进一步深入研究奠定了基础。