基于FPGA的主动声呐相控发射信号生成技术作者：倪东波来源：《声学与电子工程》2019年第02期 思远双N
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德国马哈摘要 为提高主动声呐相控发射信号源的集成度和应用灵活性，利用大容量的FPGA芯片，设计了一种同时实现调制比、时延、频率可控的多通道正弦脉宽调制（ Sinusoidal Pulse Width Modulation SPWM）相控發射信号。经测试分析和与理论比对，该信号满足设计要求。 关键词 pgf声呐;FPGA;时延;SPWM;发射信号
SPWM是一种调制脉冲的占空比按正弦波规律变化的幅度调制技术，相比常规脉宽调制（ PWM）可降低负载电流谐波。该调制信号常作为主动声呐D类功放模块驱动信号，在满足大功率发射同时实现功率可控。常见的SPWM信号实现主要有两种方式：采用专用SPWM信号生成芯片或自然采样法。自然采样法是通过数字或模拟方法产生三角波和正弦波，再对产生的三角波和正弦波通过比较器比较得到SPWM信号。
NCO （Numerically Controlled Oscillator）是一种成熟IP[1]，通过设置频率字控制生成不同频率的输出信号，由其产生的正弦波与三角波进行比较，进而产生数字的SPWM波形，利用该方法可以灵活生成所需的任意调制比和载波比的SPWM信号。利用大容量的FPGA芯片内置NCO、大容量内存及灵活接口配置，通过单片或多片FPGA级联，可同步产生多达几百个通道幅度、时延可控的SPWM信号，由该信号驱动发射功放，可灵活实现主动声呐相控发射。
1 系统硬件组成
相控发射信号源由个体工商户税收定期定额征收管理办法1台上位机、1块网络接口模块、8块信号生成模块组成，每个信号源模块可独立生成32通道的相控发射信号，8个模块可同步生成256通道发射信号，组成框图如图友商快递1001。
单个信号生成模块的硬件构成框图如图2，主要工作流程为：信号生成模块通过以太网接收上位机的控制指令，包括各通道发射脉冲信号的频率、脉宽、时延、调制幅度等，实现发射波束控制。为实现通道扩展，板内带有发射同步电路。
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