作者：王茹琪 张爱国 张兴敢 肖文书

        摘要：介绍了一种用于雷达接收机的驳通道高速数据采集系统。该系统以计算机为采集主控单元，兼容多种模式的数据，可以实现多通道的循环采集。系统采集单元由可编程逻辑器件实现，简化了电路结构，增强了系统设计的灵活性和可靠性，降低了体积与成本。实测结果表明该系统工作稳定、性能良好，目前已应用于多个型号的雷达接收机中。

        关键词：雷达接收机 数据采集 可编程逻辑器件

        在现代雷达信号处理中，试验数据的获取有着重要意义。实测数据是检验算法有效性的重要依据，也是算法修正的依据。不同型号的雷达接收机，由于其雷达回波信号具有特性和工作模式复杂，这就对信号的数据采集提出了更高的要求，即要求实现高速、高精度的数据采集以及复杂、灵活多变的触发工作模式。

        本文介绍一种适用于多种型号雷达接收机的数据采集系统，采用该系统与一台插有PCI数据通信卡的PC机配合，可以实现回波I、Q两路信号的同步采集，采样率最高可达12Mb/s，数据缓冲区为512Kbyte(可扩展)。另外还具有以下功能：（1）支持多种数据格式；（2）程控设备采样时钟和同步方式；（3）程控可变的延迟触发功能；（4）程控设备每次触发后的采样长度；（5）程控设备单次数据采集长度等。

        
        1 系统工作原理及构成

        雷达接收机高速数据采集系统框图如图1所示。微型计算机是雷达接收机高速数据采集系统的控制平台和接收终端。PCI数据通信卡采用ADLINK公司的PCI7200卡，置于PC机内部，负责计算机与采集系统之间的通信，主要完成两个功能：（1）计算机通过它发送控制代码至单片机，进而控制数据的采集与时序传送；（2）雷达接收机接收的数据经高速静态存储器（SRAM）缓存后通过它送至计算机内存，用于数据整理和分析，进而验证算法和测试雷达接收机的性能等。

        系统由两大功能模块组成：计算机控制模块和数据采集模块。

1．1 计算机控制模块

        计算机通过PCI数据采集卡发送控制代码至单片机（AT89C51），单片机接收到的数据经整理后送至数据采集模块以完成数据采集模块的参数配置。其操作流程如图2所示。

        本系统中的参数设置包括接收通道选择、并/串选择、数据格式选择、采样时钟选择、时钟边沿选择、时钟延时设置、数据长度设备等。由以上参数按照一定的次序组合成控制代码，再加上数据采集启动命令共需要五个字节的数据，通过PCI数据通信卡按照一定的时序送至单片机。

        计算机控制模块与数据采集模块之间的通信必须按照统一的协议进行，因此单片机在接收到控制代码之后需要进行数据编码。相应地，在数据采集模块中也需要进行译码操作。这里按照高半字节为地址、低半字节为数据的原则进行编码，原来五个字节的数据编码后为九个字节的数据（其中采集控制命令单元占用一个字节），再由单片机产生相应的发送时钟将数据传送至数据采集模块。

1．2 数据采集模块

        此模块完成采集系统的数据采集功能，由高速静态存储器（SRAM）、时序产生与整理电路、数据采集与传送电路组成。其中，高速SRAM用于采集数据的缓存。

        精确的时序控制是数据采集模块的关键所在，时序逻辑的定时准确、稳定性好，对转达系统尤为重要。本系统采用VLSI可编程逻辑器件（如Lattice公司的CPLD器件isLSI-1032）来实现,其具有集成度高、体积小、功耗低、工作稳定、抗干扰性强等优点。

1．2．1 时序产生与整理

        采集系统的工作时钟可以使用内时钟，即内部晶振产生的10MHz时钟，也可以使用外时钟，即由雷达接收机本身提供的时钟。对于不同型号的雷达接收机，数据的工作格式可以是并行格式或者串行模式。不同的数据格式所要求的