CW脉冲和LFM信号Matlab仿真_百度文库
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CW脉冲和LFM信号Matlab仿真|C​W​脉​冲​和​L​F​M​信​号​M​a​t​l​a​b​仿​真​,​对​初​学​者​有​一​定​参​考​性
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基于Matlab的LFM信号的正交变换和脉冲压缩正​交​变​换​和​脉​冲​压​缩​是​雷​达​信​号​处​理​中​常​用​的​两​个​基​本​技​术​。​介​绍​了​正​交​变​换​和​脉​冲​压​缩​的​基​本​原​理​,​并​基​于​M​a​t​l​a​b​对​线​性​调​频​信​号​先​后​做​了​这​两​种​处​理​。​其​中​涉​及​到​采​样​率​和​匹​配​滤​波​器​的​选​取​及​脉​冲​压​缩​处​理​中​的​旁​瓣​抑​制​问​题​,​给​出​了​计​算​机​仿​真​结​果​。​结​果​证​明​,​脉​冲​压​缩​技​术​可​以​提​高​雷​达​的​距​离​分​辨​力​。
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同期刊文献DB25 DB9插座是什么意思，DB是代表什么，9、25代表什么？_百度知道
DB25 DB9插座是什么意思，DB是代表什么，9、25代表什么？
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开关量信号接口——DB15接口定义
编号 定义 编号 定义 8 限位开关3+ 15 限位开关3- 7 减速开关3 14 原点开关3 6 限位开关2+ 13 限位开关2- 5 减速开关2 12 原点开关2 4 限位开关1+ 11 限位开关1- 3 减速开关1 10 原点开关1 2 外部报警（仅对MPC01A） 9 未用 1 光隔电源（12~24DCV）各引脚功能如下：
引脚1(24V)为12~24DCV的光电隔离电源，该电源由外部提供
引脚3、5、7(SD1、SD2、SD3)输入减速开关信号，可根据控制卡上的跳线选择是正向运转时减速，还是负向运转时减速；
引脚10、12、14(ORG1、ORG2、ORG3)输入原点开关信号；
引脚4、6、8(EL1+、EL2+、EL3+)和11、13、15(EL1-、EL2-、EL3-)输入行程两端的限位开关信号。
引脚2(ALM)为外部报警信号，当控制卡接收到该信号，该卡的各控制轴将立即停止发送脉冲。该信号只对MPC01A型控制卡有效。
TOP DB15接线方法
DB15接口输入均为开关量信号，其输入信号可以是触点型开关，也可以是NPN输出的传感器接近开关等。
TOP DB15与NPN输出的传感器接近开关的接线方法 脉冲量信号接口——DB2接口定义
DB25的接口定义为：
编号 定义 编号 定义 13 方向3+ 25 方向3- 12 脉冲3+ 24 脉冲3- 11 方向2+ 23 方向2- 10 脉冲2+ 22 脉冲2- 9 方向1+ 21 方向1- 8 脉冲1+ 20 脉冲1- 7 光隔电源5DCV1 19 光隔离地1 6 光隔电源5DCV2 18 未用 5 光码盘3 Z 17 光码盘3 B 4 光码盘3 A 16 光码盘2 Z 3 光码盘2 B 15 光码盘2 A 2 光码盘1 Z 14 光码盘1 B 1 光码盘1 A各引脚功能如下：
引脚7（O+5V）为脉冲和方向信号的光电隔离电源（+5DCV）的正端，引脚19（OGND）为该电源的地。该电源由外部提供，供三个轴的脉冲和方向信号的光电隔离使用；
引脚6（E+5V）为光码盘的光电隔离电源（一般为+5DCV，如果使用高于5V的隔离电源，定货时应特别说明）的正端，供三个轴的光码盘及其隔离使用。当光码盘的供电为+5V时，可与引脚7（O+5V）共用；如果光码盘与光电隔离的电源不同，应注意共地；
引脚8（P1+）和20（P1-）、10（P2+）和22（P2-）、12（P3+）和24（P3-）分别输出三个轴的差分式脉冲信号，引脚9（D1+）和21（D1-）、11（D2+）和23（D2-）、13（D3+）和25（D3-）分别输出三个轴的差分式方向信号。对于仅需要单端式信号的驱动器，只要接该差分信号的正端即可（参见下图）；对于接收双脉冲信号的驱动器，P端为正转（CW）脉冲输出端，D端为反转（CCW）脉冲输出端（这种情况下，应调用set_output_mode设置MPC01卡的脉冲输出模式，参见set_output_mode函数说明）；
引脚1~5、14~17分别输入三个轴光码盘反馈信号，第一轴：E1 A、E1 B、E1 Z，第二轴：E2 A、E2 B、E2 Z，第三轴：E3 A、E3 B、E3
TOP DB25接线方法 DB25为MPC01的脉冲量信号接口，包括脉冲和方向的输出信号、编码器的反馈信号，其接线方法分别如下：
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矩形插座,25针,9针.
这里的db可能是指分贝，是表示产品信噪比的参数。
DB=DataBus 数据总线，9、25分别是9根线和25根线的意思
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基于TMS320C64x实现LFM信号的实时脉冲压缩
基于TMS320C64x实现LFM信号的实时脉冲压缩
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脉冲压缩技术因解决了雷达作用距离与分辨率之间的矛盾而成为现代雷达的一种重要体制，数字LFM（线性调频）信号脉冲压缩就是利用数字信号处理的方法来实现雷达信号的脉冲压缩，脉冲压缩器的设计就是匹配滤波器的设计，脉冲压缩过程是接收信号与发射波形的复共扼之间的相关函数，在时域实现时，等效于求接收信号与发射信号复共轭的卷积。若考虑到抑制旁瓣加窗函数，不但要增加存储器，而且运算量将增加1倍，在频域
脉冲压缩技术因解决了雷达作用距离与分辨率之间的矛盾而成为现代雷达的一种重要体制，数字LFM（线性调频）信号脉冲压缩就是利用数字信号处理的方法来实现雷达信号的脉冲压缩，脉冲压缩器的设计就是匹配滤波器的设计，脉冲压缩过程是接收信号与发射波形的复共扼之间的相关函数，在时域实现时，等效于求接收信号与发射信号复共轭的卷积。若考虑到抑制旁瓣加窗函数，不但要增加存储器，而且运算量将增加1倍，在频域实现时，是接收信号的FFT值与发射波形的FFT值的复共轭相乘，然后再变换到时域而获得的。若求N点数字信号的脉冲压缩，频域算法运算量大大减少，而且抑制旁瓣加窗时不需增加存储器及运算量，相比较而言，用频域FFT实现脉冲压缩的方法较优，因此选用频域方法来实现脉冲压缩，但是仍需要做大量的运算。
1 脉冲压缩系统工业原理
1.1 用FFT法实现LFM信号的数字脉冲压缩
时域脉冲压缩的过程是通过对接收信号s（t）与匹配滤波器脉冲响应求卷积的方法实现的，根据匹配滤波理论，h（t）=s*（t0-t），即匹配滤波器是输入信号的共轭镜像，并有相应的时移t0。则压缩网络的冲激响应为：
h（n）=s*（N-n
式中：n=0，1，&，N-1；N表明当发射波形是有限宽度时，冲激响应也是一个有限序列。 根据卷积定理，并采用N点DFT，则可得压缩网络的输出；
y（n）=ID{D[s（n）D[s*（N-n）]} （2）
如采用FFT算法，则可得用FFT法实现数字式脉冲压缩的数字模型为：
y（n）=IFFT{FFT[s（n）FFT[s*（N-n）]} （3）
当N=0时，y（n）=IFFT（|FFTs（n）|2）
LFM信号的突出优点是匹配滤波器对回波信号的多普勒频移不敏感，即使回波信号有较大的多普勒频移，原来的匹配滤波器仍能起到脉冲压缩的使用，这将大大简化信号处理系统，LFM信号经匹配滤波器后的输出脉冲y（t）具有sinc（t）函数型包络，其最大副瓣电平为主瓣电压的13.2dB。
频域快速卷积法数字脉压压缩原理如图1所示。
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
1.2 数字式LFM信号的形成
LFM信号是一种瞬时频率随时间呈线性变化的信号，LFM矩形脉冲信号的复数表达式为：
I（n）、Q（n）分别看作是匹配滤波器系数的实部和虚部，预先计算出来，存储在存储器中，计算时方便调用。
产生LFM信号的方法如图2所示。
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
2 LFM信号实时脉冲压缩的实现
2.1 TMS320C64x处理器特点
TMS320C64x是TI公司最新推出的高性能DSP，其时钟频率可达600MHz，最高处理能力为4800MIPS（百万次指令每秒），软件与C62X完全兼容，每个时钟周期可以执行8条指令。TMS320C64x采用TI公司独有的VelociTI结构，这是一种改进哈佛结构、超长指令字的CPU。这种结构使得TMS320C64x超过了传统超标量设计CPU的性能。
TMS320C64x处理器的特点：
a）具有8个功能单元的先进的超常指令字，包括2个乘法器和6个算术单元，在统一个指令周期内可最高同时执行8条指令，是通常CPU的10倍。允许用户开发出有效的类似于精简指令集计算机（RISC）的代码，以得到更高的性能。
b）指令打包，使得并行执行的8条代码长度保持一致性，同时减小了代码长度、取指令时间和功率消耗。
c）所有的指令都具有条件可执行的性能，从而减少了分支开销，提高了并行运算的性能，峰值1600MIPS的指令执行速度，峰值1 GFLOPS（10亿次浮点运算每秒）。
d）业界最有效的C代码编译器、优化器使得软件开发有不可比拟的优越性。
e）片内64KB数据存储器，64KB可配置为高速缓存模式的程序存储器。统一编址的片外2GB地址空间提供对所有存 储器类型、数据宽度的有效支持，具有无粘着的存储器接口及各种DRAM刷新逻辑。
2.2 程序流程
脉冲压缩实现的流程图如图3所示。
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
在运算过程中所有数据采用32点浮点型数据，最后脉冲压缩的精度铺可达10-5。其中IFFT可以完全不改变FFT程序而直接调用，IDFT如下：
先将X（k）取共轭，直接利用FFT程序，最后将运算结果取一次共轭，以乘以1/N。
2.3 算法优化
TMS320C64x提供了
可以同时操作的8个运算单元，可以同时完成4个输入数据的2个和、差或者完成2个32bit乘法，这对于在本系统中FFT/IFFT运算的大量蝶型运算具有很大的意义，配合硬件流水线，TMS320C64x可以不间断的流水完成批量数据的FFT/IFFT，最好情况下单周期可以完全8次定点操作，大大降低了整个程序的时钟周期数。
IFFT运算中第1次求共轭通过一次的算术变型在点乘的那一步就可以实现，以减少指令周期数，原理如下，设I1，Q1为接收回波数据FFT后的结果；I2，Q2为匹配滤波器求共轭后的结果，存储在DRAM中，则有
A=（I1+JQ1）&（I2+jQ2）=I1&I2-Q1&Q2+j[I1&Q2+Q1&I2]
A*=I1&I2-Q1&Q2+j[-I1&Q2-Q1&I2]=I1&I2+Q1&（-Q2）+j[I1&（-Q2）-Q1&I2]
可得若将存储在DRAM中的匹配滤波器求共轭后的结果（I1+jQ2）改存为（I2-jQ2）即不取共轭；在实现点乘的指令中把实部、虚部中符号变号即可。
2.4 仿真结果
图4所示为带宽B=1MHz、发射脉宽t=60&s、采样频率fs=2MHz的LFM信号，图5所示为该信号经脉冲压缩后的输出结果。
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从图5可以看出，脉压输出信号第1副瓣电平比主瓣低约13.2dB，压缩信号脉宽约为t=1&s，与理论值相同。
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
由于TMS320C64x强大的并行处理能力、多处理器系统支持能力、特殊指令集、大量片上内存、极高的I/O带宽等特性，在大数据量的实时信号处理中所体现出的优良性能，使实时脉冲压缩的实现技术无论在速度、性能还是在电路板体积方面都有了一个飞跃的进步。
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电路图分类
&&& 目前，处理器性能的主要衡量指标是时钟}