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光纤水听器是一种抗干扰能力强,灵敏度高,动态范围大的新型水声探测传感系统。对国防建设和科学研究都有着重大意义。采用相位生成载波(PGC)方法实现的光纤水听器解调系统凭借其优越的性能,越来越受到研究者的重视。该解调系统可广泛应用于潜艇监测、地质勘查、光纤位移等振动传感中实现高精度解调。传统的解调系统由DSP实现,其浮点运算可以使解调数据较精确,但较慢的DSP运算成为了解调系统发展的瓶颈。利用FPGA实现的解调系统,可以大大提高采样率和运算速率,并能实现多路并行处理。采用PGC原理实现的解调系统,需要窄过渡带低通滤波器,该滤波器的性能直接决定了后续运算的精度以及所得解调结果的准确性。采用提高滤波器阶数的方法,在提高滤波器的性能时会带来庞大的计算,降低运算速率。而应用内插和屏蔽滤波技术,不仅可得到性能高的窄过渡带低通滤波器,提高解调系统的运算速率,还节省了乘法器资源。论文研究的主要内容及创新点如下:首先,本文对光纤水听器的应用发展进行阐述,并对其核心解调系统的现状进行分析。讨论以FPGA为硬件核心,PGC解调算法为理论基础的解调系统优势所在。提出利用FPGA流水线操作和并行处理技术完成4路PGC信号高精度采样和实时相位解调的系统。其次,对PGC解调算法进行详细分析和数学公式推导,确定算法中数据的处理流程。通过分析算法中起重要作用的低通滤波器,说明滤波器的性能、运算速率以及资源消耗的关系,提出采用内插和屏蔽滤波技术来实现高性能的窄过渡带低通滤波器,相比传统的滤波器不仅提高运算效率,还降低FPGA乘法器资源消耗。再次,确定解调系统的基本功能,对系统实现过程中的硬件设计和软件设计进行逐步分析。设计硬件电路,合理选择芯片,以FPGA为核心搭建硬件电路。利用Matlab对PGC算法进行仿真,说明其正确性和可行性,并给出运算信号波形的变化。利用Verilog编程和FPGA自带模块建立所需功能模块,确定各个功能模块之间的联系和时序。最后,利用硬件平台和SignaltapⅡ工具,对得到的解调系统进行测试,验证解调系统的性能,给出测试结果。说明以FPGA为核心实现高精度、宽动态范围解调系统的优势。