第1章 概述 1
1.1 研究背景 1
1.2 典型频率域电磁法接收机中的数字信号处理技术 2
1.2.1 双频激电法和伪随机电法接收机 2
1.2.2 广域电磁法接收机 4
1.3 电磁法接收机数字信号处理技术硬件实现方法综述 6
1.4 基于DSP Builder的数字信号处理FPGA高速实现方法 9
1.5 专著的主要内容及基本构架 11
第2章 割集重定时技术 15
2.1 引言 15
2.2 数字信号处理算法图形表示方法 15
2.2.1 框图 16
2.2.2 信号流图 16
2.2.3 数据流图 18
2.2.4 依赖图 18
2.3 迭代边界 19
2.3.1 关键路径 20
2.3.2 环路边界与迭代边界 20
2.4 重定时技术 22
2.4.1 重定时技术的定义 22
2.4.2 割集重定时与流水线 24
2.5 本章小结 27
第3章 基于DSP Builder的常系数数字滤波器设计及仿真分析 29
3.1 常系数数字滤波器结构 29
3.1.1 FIR滤波器结构 29
3.1.2 IIR滤波器结构 30
3.2 基于DSP Builder的数字滤波器设计流程 33
3.3 基于DSP Builder的FIR滤波器优化设计及其仿真分析 34
3.3.1 FIR滤波器设计指标及参数计算 34
3.3.2 普通结构FIR滤波器建模仿真与结果分析 35
3.3.3 FIR滤波器优化设计及其仿真分析 39
3.3.4 广域电磁法接收机野外实际信号测试 49
3.4 基于DSP Builder的IIR工频滤波器设计及其仿真分析 53
3.4.1 IIR工频滤波器设计指标及参数计算 53
3.4.2 直接Ⅱ型IIR工频滤波器建模及仿真分析 55
3.4.3 级联型IIR工频滤波器建模及仿真分析 57
3.4.4 广域电磁法接收机野外实际信号测试 61
3.5 本章小结 66
第4章 串行LMS自适应滤波器结构研究及FPGA实现 67
4.1 自适应滤波器概述 68
4.2 LMS自适应算法及其滤波器结构 74
4.3 LMS算法自适应噪声对消原理 76
4.4 LMS算法仿真分析 78
4.4.1 2FSK信号的产生 79
4.4.2 LMS自适应滤波器仿真与分析 79
4.5 LMS自适应滤波器结构优化设计 82
4.6 建模仿真与结果分析 88
4.7 本章小结 102
第5章 平稳环境下LMS算法优化分析及其FPGA实现 105
5.1 弛豫超前变换技术 106
5.1.1 超前变换与流水线 106
5.1.2 乘积松弛技术 107
5.1.3 求和松弛技术 109
5.1.4 延迟松弛技术 110
5.2 平稳环境下LMS算法优化分析 110
5.3 仿真与结果分析 114
5.4 本章小结 122
第6章 LMS算法脉动阵列结构研究及其FPGA实现 123
6.1 引言 123
6.2 脉动阵列设计方法 124
6.3 LMS算法脉动阵列结构及其优化设计 127
6.4 仿真与结果分析 129
6.5 本章小结 136
第7章 广域电磁法接收机数字信号等长度FFT变换实现技术 137
7.1 FFT快速傅里叶变换与频谱分析 137
7.1.1 DFT离散傅里叶变换及其快速算法 137
7.1.2 按时间抽取的FFT快速傅里叶变换算法 138
7.1.3 FFT快速傅里叶变换与频谱分析 140
7.2 广域电磁法接收机FFT变换FPGA实时实现技术 141
7.2.1 广域电磁法接收机信号特点 141
7.2.2 广域电磁法接收机数字信号等长度FFT变换实现技术方案 142
7.2.3 实际信号直接抽取存在的问题及解决方案 146
7.2.4 广域电磁法接收机数字信号等长度FFT变换技术实测 148
7.2.5 基于IP核的1024点FFT实时实现技术 151
7.3 基于DSP Builder的FFT变换实现技术 157
7.4 本章小结 166
第8章 基于FPGA的广域电磁法接收机数字信号处理平台设计 167
8.1 平台设计方案 167
8.1.1 基于嵌入式硬核处理器的设计方案 167
8.1.2 基于Nios Ⅱ嵌入式软核处理器的设计方案 169
8.2 基于FPGA的广域电磁法接收机数字信号处理平台电路设计 170
8.2.1 整体框图 170
8.2.2 单元电路设计 172
8.3 基于FPGA的广域电磁法观测系统PCB设计 187
8.3.1 PCB设计参数 187
8.3.2 元器件清单 188
8.3.3 PCB设计图 190
8.4 基于ADS1282的高精度数据采集系统设计 192
8.4.1 连续读数模式数据采集系统的设计 192
8.4.2 指令读数模式数据采集系统的设计 200
8.5 本章小结 211
第9章 结论 213
9.1 本专著主要研究成果 213
9.2 存在的问题及下一步研究工作 215
参考文献 217